De 2018 CTS-V is de prestatiegerichte supersedan van Cadillac, aangedreven door een supercharged 6.2L V8 die er 640 pk en 630 lb-ft aan koppel uitpompt. Dit levert de kracht om de vierdeurs in minder dan vier seconden naar 100 km/u te stuwen, met een topsnelheid van 322 km/u. De supercharged V8 levert nu meer vermogen dan de vorige Cadillac-motor door gebruik te maken van een efficiëntere, compactere 1.7L supercharger en die te combineren met directe injectie en cilinderdeactivering. Een automatische transmissie met acht versnellingen en schakelpaddles stuurt het vermogen naar de achterwielen. Andere prestatiegerichte voorzieningen zijn een standaard koolstofvezel motorkap en het beschikbare koolstofvezelpakket met onder meer een koolstofvezel splitter, motorkapventilatie, achterspoiler en achterdiffusor voor betere aerodynamische prestaties. Uiteraard zijn er door de bestuurder selecteerbare rijmodi voor touring, sport, sneeuw en circuit, plus een Performance Traction Management-systeem op racebasis met vijf extra modi, waarmee de bestuurder het niveau van de gewenste systeemondersteuning kan kiezen, afgestemd op de vaardigheden van de bestuurder of de toestand van het wegdek.