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凯迪拉克CTS-V是CTS的高性能版，整个车身车头长、车尾短；前悬短后悬长，配合外括的轮拱和挑高腰线，完全符合楔形跑车的风格，在同级别中最具运动外观的尺寸和比例，这样的设计让车身具备蓄势待发的态势。而镀铬网进气格栅设计，也其与普通版型最的区别。
凯迪拉克CTS-V是更高性版的CTS，为通汽车2004至2019年间造的性能跑，一共出了代，同级竞争对手为宝马M3/M5、奔驰AMG E63、奥迪S4/S6等性能车，于2019年正停产，后继由CT5-V Blackwing取。
第代CTS-V与CTS皆使用相同的后驱动GM Sigma平台，并搭配了V8引擎，与般的V6版不同之处还有包含防倾杆增大、避震与弹簧都有进行更换，前碟盘为355毫米，后轮为365毫米，四只Brembo钳。
第二代CTS-V是根据全GM Sigma II后轮驱平台造。同样为CTS性能，悬吊方面轮为麦花臣，后轮为独立连杆。为了高操控及舒性，CTS-V采了京重工集团的MagneRide技术，将于避器内阻尼充变磁流液体，能根据感器读数进行整，测器读数每1毫秒。前配置为370.0毫米通碟、活塞Brembo钳。后轮为365毫米通碟盘、四活塞卡钳。转向比为16.1：1。胎尺为255/40Z/R19。
第代CTS-V搭载6.2升LSA V8引擎，与佛兰Corvette C6 ZR1同颗。大马力高达556（415千瓦）和551磅·英尺（747牛米）扭矩。并且使用顶置气门（OHV），这在性能华轿中是常少见的。LSA动机缸径与冲程尺寸为4.065英×3.622英寸（103.25毫米×92毫米）。
凯迪拉克CTS-V配有Sport-Tuned悬系统及Brembo的性能刹车系，此新车车体度相比老款型增加了25%。款CTS-V外观整体设计看上去比现车型更加激进。车前脸分依旧采用大面积的双黑色网进气格栅设计，引擎盖上加了条幅横向进口，可进一改善动机工作环境。
