A CSL megjelölés a „Competition", „Sport" és „Lightweight" szavakra utal, kihangsúlyozva a súlycsökkentési törekvéseket. A BMW 1725-ről (a még mindig jelentős) 1625 kilogrammra csökkentette az M4 CSL tömegét, amihez megnövelt, 550 lóerős maximális teljesítmény társul. Így egy lóerőnek csak 2,95 kilót kell mozgatnia, míg a Competitionnél ez az adat 3,38.
A háromliteres, sorhatos motoron a két darab turbófeltöltő maximális töltési nyomását ehhez 1,7 barról 2,1 barra emelték, a motorvezérlő elektronikában pedig típus-specifikus módosításokat hajtottak végre. A 650 Nm-es forgatónyomaték 2750 és 5950 főtengely-fordulat között áll rendelkezésre. Álló helyzetből a CSL 3,7 szekundum alatt gyorsul fel 100 km/órás tempóra, ami 0,2 másodperces javulás az M3 Competitionhoz képest.
Hogyan fogyott 100 kilót?
A diéta része volt, hogy az alap sportüléseket karbon kagylóülésekre cserélték, amivel 24 kilót spóroltak. A hátsó üléssor és a hozzájuk tartozó biztonsági övek eltávolítása, az ultrakönnyű hátsó panel beépítése és a csomagtér átalakítása további körülbelül 21 kilós tömegcsökkentést jelentett. A speciális könnyűfém keréktárcsák, spirálrugók és lengéscsillapítók mellé karbon-kerámia fékrendszer került, amely hozzávetőlegesen újabb 21 kiló mínusz. Még a hangszigetelés csökkentésével a mérnökök körülbelül 15 kilót, a szénszál-erősítésű műanyagok átfogó alkalmazásával pedig további 11 kilót spóroltak meg. A sport kipufogórendszer titán hátsó dobja több mint 4 kilós csökkenést eredményezett, a hűtőrácson, a hátsó lámpákon, a szőnyegeken és az automata légkondicionálón végzett módosításokkal pedig további 4 kilót spóroltak.Természetesen a futóművet is továbbfejlesztették a mérnökök, a módosításoknál a mérnökök a lecsökkentett tömeget és megnövelt karosszéria-merevségét is figyelembe vették, a hasmagasságot pedig 8 mm-rel csökkentették.
A kipörgésgátló érzékenységét 10 fokozatban lehet állítani: száraz útfelületen az 1-5 közötti érzékenység már enyhébb megcsúsztatásokhoz segíti a vezetőt, a 6-10 közötti érzékenységet csak ideális útviszonyok és gumiabroncs-hőmérséklet mellett ajánlják. Mindegyik felnin nagyteljesítményű gumik feszülnek, elöl 275/35 ZR19, hátul pedig 285/30 ZR20 méretben.
A világpremierje előtti teszteken az M4 CSL megfutotta a Nürburgring Nordschleifén a BMW sorozatgyártású modelljei által mért eddigi leggyorsabb köridőt: a hivatalos, hitelesített ideje a teljes, 20,832 kilométer hosszú versenypályán 7 perc 20,207 másodperc volt.