Construite sur une plate-forme à propulsion et disponible avec une transmission intégrale, l'ATS est la plus petite Cadillac et la plus populaire. En coupé ou en berline, elle propose une conduite dynamique et beaucoup d’équipement technologique. Un quatre cylindres de 2,5 litres de 202 chevaux figure de série, alors qu’un quatre turbo de 2,0 litres (272 chevaux) et un V6 de 3,6 litres (321 chevaux) sont optionnels. L’ATS-V à haute performance est ajoutée pour 2016, disposant d’un V6 biturbo de 455 chevaux.
Nouveau moteur V6 et boîte automatique à huit rapports, ajout de l’ATS-V en versions coupé et berline, intégration des technologies Apple CarPlay et Android Auto.