Im April 2019 wurde das Nachfolgemodell CT5 vorgestellt.

Der Wagen ersetzt den Cadillac BLS. Anders als der BLS, welcher als Cadillac ursprünglich für Europa entwickelt worden war, ist der ATS auch für den US-Markt konzipiert. Das Fahrzeug mit Hinterradantrieb ist das erste Fahrzeug auf der neuen GM-Plattform Alpha. Diese Plattform ist eine Frontmotor-Hinterradantrieb-Architektur, die durch Verwendung von Leichtmetallen sowie besonderen Konstruktionsmerkmalen besonders gewichtsreduziert ist. Das Modell wird in der Lansing Grand River Assembly in Lansing montiert.

Vor dem ATS war der Cadillac CTS Cadillacs kleinstes Modell für den amerikanischen Markt. Dieser orientierte sich preislich an Audi A4, BMW 3er, Mercedes-Benz C-Klasse und Lexus IS, von der Größe aber am BMW 5er, da man bei General Motors fälschlicherweise davon ausging, dass Käufer dieser Autos ein Fahrzeug von der Größe eines 5ers zum Preis eines 3ers bevorzugen würden. Dies stellte sich jedoch als Irrtum heraus, da Kunden dieser Fahrzeuge kein größeres Auto wollten. Daher begann man bei General Motors mit der Entwicklung eines kleineren Modells, das dem Geschmack der Zielgruppe entsprechen sollte. Konzeptionell orientierte man sich dabei am BMW 3er der Baureihe E46, der den Entwicklern als dynamischste und am stärksten fahrerorientierte Iteration dieser Reihe galt.