Til topversionen af M5 E39 blev der udviklet en ny benzinmotor med S62-indekset. I modsætning til den tidligere generation M5 E34 , som havde en inline-sekser, var S62 en 5-liters V -8-motor, der ydede 400 hk. (294 kW) ved 6600 o/min. Den civile M62 blev taget som basis, som igen havde en aluminiumsblok og aluminiums cylinderhoveder.
Topstykket bruger Double VANOS-systemet , som giver dig mulighed for at ændre ventiltimingen. Motoren har otte gasspjældventiler , en gasspjæld for hver cylinder . Topstykket er blevet dybt modificeret, indsugnings- og udstødningskanalerne er blevet forstørret. Udskiftet to knastaksler med højere ventilløft og bredere timing.
Blokken øgede diameteren af hver cylinder til 94 mm, installerede en afbalanceret og let krumtapaksel med et stempelslag på 89 mm og smedede plejlstænger , hvilket førte til en stigning i motorens slagvolumen til 4941 cc. For bedre oliecirkulation i systemet og varmeoverførsel er der installeret 3 oliepumper , to pumpende og en forsyning. Stemplet køles af oliedyser.
I modsætning til M62 bruger S62 to timing kæder .