В 2005 году компания Cadillac выпускает версию под названием XLR-V. Дебют состоялся 6 февраля 2005 года. Под её капотом расположили двигатель избыточного давления V8 Northstar SC объёмом 4.4 литра, который можно встретить на модели STS-V. Однако его показатели несколько снижены. Нагнетатель и 4 интеркуллера были интегрированы в коллектор. Этот двигатель выдавал 443 л.с., с максимальным крутящим моментом 561 Нм.

К Cadillac XLR-V предлагается уже 6-ступенчатая автоматическая коробка передач. Теперь этот спортивный родстер готов к тому, чтобы добраться до отметки в 100 км/ч всего за 4.7 секунды. Правда, его максимальная скорость всё также ограничена на 250 км/ч. В связи с возросшей динамикой Cadillac XLR-V оснастили тормозами от Corvette Z51.
Для нового XLR-V была модифицирована конструкция шасси: увеличены передние и задние стабилизаторы поперечной устойчивости, усилены втулки поперечного рычага подвески.

Стоит отметить, что Cadillac XLR-V также оснащается системой MRC (Magnetic Ride Control) уже в стандартной комплектации. Эта система позволяет изменять жёсткость амортизаторов в зависимости от поверхности дорожного покрытия и перегрузках во время прохождения поворотов на высокой скорости. Её сущность заключается в, разработанных компанией General Motors, магнитных амортизаторах. Сама система была спроектирована совместно с корпорацией Delphi. В данной системе отсутствуют привычные способы регулировки усилия. Всю работу берет на себя магнито-реологическая жидкость. Эта жидкость работает как и в обычных амортизаторах, но при этом под воздействием электромагнитного поля, генерируемого специальными электромагнитными катушками, она способна менять свою вязкость. Причем менять с частотой 1000 раз/сек, и регулировка происходит фактически мгновенно. Реакция системы занимает всего одну миллисекунду. Нет ни двигателей, ни соленоидов, ни каких бы то ни было сложных клапанных систем. Такой магнитный амортизатор проще своих классических «коллег», но, к сожалению, пока не дешевле. Виной тому все еще высокая стоимость устойчивых к расслоению магнито-реологических жидкостей с достаточно широким температурным диапазоном работы.

К внешним отличительным чертам можно отнести сетчатую радиаторную решётку (такая же сетка появилась и в воздухозаборнике) и 19-дюймовые колёсные диски, которые устанавливаются теперь в стандартной комплектации.