Die Limousine wurde auf der New York International Auto Show (NYIAS) 2015 formal das erste Mal der Öffentlichkeit präsentiert. Das Fahrzeug wird seit dem 19. Februar 2016 an der Detroit-Hamtramck Assembly Plant von General Motors in Serienproduktion gebaut und basiert auf der Omega-Plattform von General Motors. Am 5. September 2016 kam der CT6 auch zu den europäischen Händlern. Der Einstiegspreis für den maximal 307 kW (417 PS) leistenden Dreiliter-Ottomotors mit Turboaufladung beträgt in Deutschland 73.500 €. Auf der NYIAS 2018 wurde für das Modelljahr 2019 ein Facelift und unter der Bezeichnung „V-Sport“ eine auf 275 Exemplare limitierte Variante mit twinturboaufgeladenem V8-Ottomotor aus der Blackwing-Reihe formal vorgestellt, Ende 2018 wurde sie auf Cadillac CT6-V umbenannt.
Ursprünglich im Juni 2019 sollte die Produktion in Detroit ersatzlos eingestellt werden. Dies soll nun voraussichtlich im Januar 2020 erfolgen. Im chinesischen Jinqiao wird der CT6 weiterhin gebaut werden.