第三代 CTS-V 搭载一台 6.2 升；376.0 立方英寸（6,162 立方厘米）LT4 机械增压汽油 V8 发动机，在 6400 转/分时输出 640 马力（649 PS；477 千瓦），在 3600 转/分时产生 630 磅·英尺（854 牛·米）的扭矩，是迄今为止最强大的 Cadillac。其重量为 4,145 磅（1,880 千克）。新款 2016 Cadillac CTS-V 车型配备 8 速自动变速箱，经过街道测试，最佳 0-60 英里/小时（97 公里/小时）测试时间为 3.5 秒。
CTS 和 CTS-V 在 2019 款年后停产；一款新车型 CT5，基于 Alpha 2 平台打造，计划取代 CTS，并将包括 CT5 V 系列。生产于 2019 年初结束。
