На автосалоні в Лос-Анжелесі 2014 відбулася публічна прем'єра гоночної версії купе Cadillac ATS-V, але ще до відкриття виставки виробник надав про новинку масу цікавої інформації. Автомобіль, розроблений відповідно до вимог чемпіонату FIA GT3, отримав назву ATS-VR Фахівці Cadillac оснастили автомобіль 3,6-літровим шестициліндровим твін-турбо двигуном. Силовий агрегат запозичили від седана CTS Vsport. Його помітно модифікували, завдяки чому продуктивність збільшилася з 425 до 600 к.с. Що ж стосується максимального крутного моменту, то він також зріс до 705 Нм.
Настільки значного збільшення потужності двигуна вдалося досягти за рахунок встановлення більш продуктивних інтеркулерів, двох нових турбонагнітачів BorgWagner, а також гоночних систем впускання і випуску. Крім того, у Кадилак ATS-VR перепрограмовано електронний блок керування двигуном, що також відбилося на продуктивності силового агрегату. Гоночна версія купе може похвалитися майже ідеальною развесовской по осях (співвідношення становить 49:51). Домогтися цього вдалося завдяки шестидіапазонною секвентальною трансмісії Xtrac. Вона встановлена за схемою transaxle, тобто коробка передач розташовується в задній частині автомобіля. Перемикання передач здійснюється підрульовими пелюстками. Від стандартної версії моделі гоночне купе додатково відрізняється карбоновими капотом, кришкою багажника і дверима, завдяки чому масу вдалося скоротити до 1315 кг. Крім того, автомобіль отримав аеродинамічний обвіс (також з вуглепластика), до складу якого включені бічні "спідниці", передній спліттер і задній дифузор. На жаль, виробник поки не розкриває динамічні характеристики автомобіля.
З інших особливостей Cadillac ATS-VR варто відзначити 18-дюймові колісні диски BBS, гоночні покришки, шестипоршневі гальмівні механізми Brembo (c 380 і 350 мм дисками спереду і ззаду відповідно), каркас безпеки, регульовані амортизатори і місткий 120-літровий паливний бак. У салоні встановлені спортивні ковшоподібні сидіння з шеститочкові ременями безпеки. Гоночний автомобіль оснащений камерами заднього виду, зображення з яких виводиться прямо на дисплей, розташований на центральній консолі.