Los modelos CTS-V de los años 2004 y 2005 fueron equipados con 5.7L LS6 V-8 (400 hp @ 6000rpm, 395 ft-lb @ 4800rpm), una transmisión manual Tremec T56 de 6 velocidades, rotores de 14+ y pinzas Brembo de 4 pistones delantera y trasera, actualizaciones de la suspensión (tasas de muelles más altas, barras estabilizadoras más rígidas, dos paquetes de amortiguadores disponibles) y cambios sutiles en el exterior.