През 2006 г., присъединявайки се към постоянно разрастващия се клуб, четвъртият нов M автомобил на десетилетието задава нов стандарт за динамика при серийните автомобили. Със своите леки панели на каросерията, включително покрив от въглеродни влакна, и настройки на управлението MDrive Manager, M6 ускорява за 4.6 секунди от 0 до 100 км/ч и достига максимална скорост от над 320 км/ч (електронно ограничена до 250 км/ч). Двигателят е с работен обем 4999 куб. см и мощност от 507 к.с. Монтираният под наклон от 90 градуса двигател V10 от алуминиево-силициева сплав е изключително лек, но много здрав и пъргав. Алуминиевата опорна плоча с чугунени инкрустации осигурява твърдостта на двигателя в целия диапазон на оборотите, като самият агрегат тежи само 240 кг. Подобно на M5, новият M6 използва новата седемстепенна секвенционална ръчна скоростна кутия (SMG) от трето поколение на BMW с Drivelogic, която предлага избор от 11 различни режима на превключване, в зависимост от скоростта. Шест режима на превключване са налични в ръчен режим и пет в автоматичен, при който скоростната кутия сама избира най-подходящата предавка в зависимост от условията на шофиране.
Електронният контрол на амортисьорите също е стандартен за M6, предлагайки три настройки на окачването – Comfort, Normal и Sport, така че водачът да избере най-подходящата за своя стил на шофиране или пътни условия. Кормилното управление е Servotronic с две специфични настройки, съответстващи на тези на електронния контрол на амортисьорите – Sport или Comfort. Системата за контрол на стабилността DSC на BMW е адаптирана за M6. С M Dynamic Mode, шофьорите могат да доведат автомобилите си до границата на физическите закони, позволявайки значителни ъгли на контролируемо презавиване, когато обстоятелствата го позволяват. Новото BMW M6 се предлага с бутон Power (въведен за първи път в M5) в централната конзола. Активирането му променя реакцията на газта и позволява на настройката P500 да осигури пълните 507 к.с., генерирани от двигателя.
Окачването е базирано на стандартната геометрия на 645Ci. С изключение на някои компоненти като напречни греди, опори на колелата и лагери, предният мост с двойни пружини е изработен изцяло от алуминий. Задният мост Integral IV също е изработен от алуминий, за да се намалят неокачените маси. Автомобилът е оборудван и с променливата, сензорна за скоростта M диференциална блокировка на BMW. Автомобилът може да спре от 100 км/ч само за 36 метра и от 200 км/ч само за 140 метра, което се равнява на забавяне от 1,3 g. Специално разработените гуми гарантират, че огромната мощност и спирачната сила се предават на пътя. С размери 255/40ZR19 отпред и 285/35ZR19 отзад, гумите са монтирани на леки 19-инчови ковани 5-лъчеви алуминиеви джанти, всяка от които тежи с 1,8 кг по-малко от обикновена лята алуминиева джанта.
