O Cadillac CTS (2010–2015) foi oferecido com 5 configurações de motor distintas em toda a gama.
| Motor | Potência | Binário | Caixa de velocidades | Rodas motrizes | Velocidade máxima | 0-100 km/h | Consumo | Disponível em |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6.2L Gasolina | 564 hp | 747 Nm | Manual | Rear Wheel Drive | 308 km/h | 4.0 s | 15.6 l/100km | 1 versão |
| 6.2L Gasolina | 564 hp | 747 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 282 km/h | 4.0 s | 14.4 l/100km | 1 versão |
| 3.6L Gasolina | 322 hp | 372 Nm | Automatic | All Wheel Drive | 225 km/h | 6.7 s | 10.5 l/100km | 1 versão |
| 3.6L Gasolina | 322 hp | 372 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 241 km/h | 6.3 s | 10.3 l/100km | 1 versão |
| 3.0L Gasolina | 276 hp | 302 Nm | Automatic | Rear Wheel Drive | 225 km/h | 8.0 s | 10.6 l/100km | 2 versões |
Cada linha é uma configuração mecânica distinta — cilindrada, potência, transmissão, tração e tipo de combustível — deduplicada entre versões que partilham o mesmo motor. Diferenças apenas de equipamento (interior, jantes, opções) não criam uma linha separada.