La K1300S, ovvero la BMW più potente e veloce di sempre. Il propulsore, cresciuto in termini di cilindrata, eroga 175 CV con una coppia di 140 Nm ad 8.500 giri/min mentre il peso a secco è contenuto in soli 228 Kg. L'incremento di cilindrata a 1.293 cc ha determinato un netto aumento della potenza e della coppia. La moto mantiene l'architettura del propulsore e della ciclistica del modello precedente: il propulsore ha sempre la bancata dei cilindri inclinata in avanti di 55°, che abbassa il baricentro della moto portando un grande vantaggio dinamico. 

La potenza massima del modello precedente K1200S era erogata a 10.250 giri/min., il propulsore della nuova K1300S invece offre la massima potenza a 9.250 giri/min ed a partire da 3.000 giri/min è disponibile oltre il 70 percento della coppia massima. Dopo 85 anni di storia di BMW Motorrad e 25 anni di storia della Serie K anche la seconda generazione di motore quattro cilindri rispetta il principio BMW di offrire delle soluzioni sofisticate e fuori dagli schemi.

Cambio estraibile disponibile con sistema di cambiata elettro-assistita HP
La soluzione costruttiva della trasmissione finale (frizione multipla in bagno d'olio, cambio con trasmissione finale a cardano, vista sulla K1200S) è stata applicata anche alla K1300S. Il cambio è estraibile, come sui motori da corsa. Le forchette, la forma degli ingranaggi e la geometria degli ingranaggi è stata ottimizzata. Grazie ad una nuova leva del cambio più ergonomica, a nuovi cuscinetti rotanti e alla riduzione dell'escursione della stessa leva le cambiate sono più precise e veloci, soprattutto nella guida sportiva. La K1300S è equipaggiabile con il cambio elettro-assistito. Il sistema elettronico che consente al pilota di passare alla marcia superiore senza toccare la frizione o chiudere il gas ma esclusivamente con il movimento del piede, visto in precedenza sulla esclusiva HP2 Sport, ora è ordinabile come optional. Durante il passaggio al rapporto superiore l'accensione e l'alimentazione di carburante vengono tagliate per una frazione di secondo. Il Cambio Elettro-Assistito viene fornito con le pedane Sport.

Nuova gestione del motore con sensore antibattito
La K1300S sfrutta per la gestione digitale del motore la rete CAN-Bus e l'elettronica BMS-K. Questo sistema elettronico, presente sulla precedente K1200S, è stato rivisto in funzione delle nuove caratteristiche del propulsore, adottando il nuovo modulo ZFE-D4.

Bassi consumi
I consumi sono stati ridotti grazie alla gestione elettronica del propulsore, alla elevata pressione di esercizio, possibile grazie al sensore antibattito. I due cornetti di aspirazione, sviluppati ex novo per la K1300S, aspirano aria alla destra e alla sinistra poco al di sotto del proiettore, nella zona di contropressione della carena. A velocità sostenuta l'effetto «Ram-Air» contribuisce a ottimizzare il riempimento. L'aria passa attraverso due filtri di carta separati, inseriti all'estremità dei cornetti, prima di arrivare nell'airbox.

Nuovo impianto di scarico con valvola parzializzatrice
Anche l'impianto di scarico è stato rivisto, i 4 collettori di scarico sono di uguale lunghezza e si uniscono in 2, al di sotto del motore, per poi unirsi ancora nel singolo terminale di scarico (impianto 4-in-2-in-1). Il terminale di scarico sportivo a sezione esagonale è nettamente più corto del modello precedente.
Per la prima volta l'impianto di scarico è dotato di una valvola parzializzatrice che all'aumentare del regime del motore si apre aumentando la sezione del condotto disponibile per l'uscita dei gas combusti.

Ciclistica rivisitata ed ottimizzata
Per migliorare l'agilità, la geometria della ciclistica della nuova K1300S è stata rivisitata, lavorando soprattutto sul Duolever che è stato dotato di un nuovo braccio longitudinale. Il nuovo braccio longitudinale inferiore in lega leggera, che porta ad un risparmio complessivo delle masse non sospese di circa 1 kg, per migliora il feeling all'avantreno.
Nella K1300S il braccio longitudinale inferiore, finora prodotto in acciaio fucinato, è stato sostituto da un componenti in lega. Le masse non sospese sono state ridotte di circa 1 kg. L'intera struttura ha un peso di 12,7 kg (K1200S: 13,7 kg). Nella K1300S è stato ridisegnata la piastra della forcella. 
Il braccio Paralever costruito in una lega di alluminio altamente resistente è stato ridisegnato per essere installato sulla K1300S. Per reggere l'incremento di  potenza e coppia, nella nuova K1300S sono stati montati un albero cardanico nuovo, a doppio stadio, che offre dei vantaggi anche nell'innesto delle marce, così come una trasmissione posteriore con rapporto differente.

Controllo elettronico delle sospensioni ESA II
Per la sospensioni anteriore e posteriore della K1300S vengono utilizzate unità ammortizzanti a gas compresso. La variazione della rigidezza della molla -  grande novità di ESA II -  e della linea caratteristica avviene attraverso un elemento in materiale sintetico (elastogran) che assorbe le forze durante la fase di compressione insieme a una tradizionale molla elicoidale. Nell'impostazione «Sport» la posizione normale viene modificata a favore della maneggevolezza e la coda della moto viene sollevata, in modo da ridurre l'avancorsa, indipendentemente dal carico.

Ruote e pneumatici: nuova dimensione dello pneumatico posteriore
La ruota anteriore è da 3,5" x 17, quella posteriore 6,0" x 17; il pneumatico anteriore della K1300S è ripreso dal modello precedente e ha le dimensioni 120/70-ZR1, mentre la ruota posteriore che in passato calzava uno pneumatico 190/50-ZR17 è stata dotata di uno pneumatico 190/55-ZR17 che privilegia una guida armonica.

Nuovi comandi elettrici. Si volta pagina
Nella K1300S è stata introdotta una generazione completamente nuova di comandi elettrici e leve che saranno applicati gradualmente a tutte le moto BMW. 
Gli indicatori di direzione (destra e sinistra) sono stati riuniti in una solo comando sul manubrio sinistro. Le funzioni di avviamento e di kill-switch sono state riunite in un tasto basculante sul manubrio destro. Anche l'attivazione del sistema ESA II e dell'ASC che in passato era separata, è stata riunita in un comando a leva sul manubrio sinistro.

Nuova strumentazione combinata
La nuova strumentazione della K1300S è basata sulla tecnica digitale con nuovo tachimetro, contagiri e Info-Flatscreen.

Strumentazione combinata HP
La nuova K1300S è equipaggiabile a richiesta con la strumentazione HP, già vista sulla HP2 Sport. Nella modalità "strada" il sistema informa il guidatore sui dati tipici, come la velocità, il regime motore, il chilometraggio, l'autonomia. Nella modalità "race" vengono visualizzati ad esempio il tempo impiegato per un giro, la massima velocità o il numero di cambiate. Inoltre, la strumentazione HP dispone di otto spie LED a programmazione libera.

Carrozzeria e design
La K1300S si distingue a livello estetico dal modello precedente; la carenatura più snella le conferisce un'immagine più sportiva. La sezione superiore della carena è ridotta di 18 mm.
Nella zona del proiettore la sezione superiore della carena presenta una superficie nera, la cosiddetta Split Face, che divide esteticamente la grande superficie verniciata. Il cornetto di aspirazione nero descrive una separazione stilistica della sezione superiore della carenatura. 

Principali Novità:
L'aumento di cilindrata ha incrementato la dinamicità della moto soprattutto ai regimi medio e basso.
Potenza motore 129 Kilowatt (175 CV, più 8 cavalli rispetto alla versione 1200 ) a 9.250 giri/min. e coppia massima 140 Newtonmetri a 8.250 giri/min.
Aumento della coppia di oltre 10 Newtonmetri trai 2.000 giri/min. e gli 8.000 giri/min.
Impianto di scarico ottimizzato con nuovo terminale di scarico e catalizzatore regolato a tre vie.
Migliore dosaggio del gas attraverso un comando desmodromico.
Trasmissione cardanica esente da manutenzione con nuovo albero cardanico bistadio.
Ulteriore aumento della precisione e massima stabilità di guida grazie all'ottimizzazione della sospensione anteriore Duolever con un nuovo braccio longitudinale inferiore.
Taratura molle/ammortizzatori più rigida.
A richiesta, taratura elettronica delle sospensioni della seconda generazione ESA II e sistema elettronico antislittamento ASC.
Nuova generazione di comandi al manubrio, con ottimizzazione dell'ergonomia.
Aerodinamica ottimizzata.
Cambio Elettro Assistito HP per salire di marcia senza dover chiudere il gas.