Về động cơ, nhiều khả năng X6 M và X5 M sẽ sử dụng cùng loại 4.4 lít, V8 tăng áp kép, mạnh 547 mã lực và mô-men xoắn cực đại đến 680 Nm. Hộp số tự động 6 cấp trên bản tiêu chuẩn có thể được thay bằng loại ly hợp kép 7 hoặc thậm chí 8 cấp. Sức kết hợp này hứa hẹn giúp X6 M có khả năng tăng tốc và tốc độ tối đa ấn tượng. Thông số này trên phiên bản hiện tại là 0-100 km/h chỉ trong 4,7 giây, tốc độ tối đa giới hạn điện tử ở mức 250 km/h.