La Cadillac XLR è una roadster a due posti con motore anteriore e trazione posteriore. Era il modello di punta della Cadillac e fu presentata al North American International Auto Show del 2003. È stata prodotta insieme alla Chevrolet Corvette a Bowling Green, nel Kentucky, e condivideva lo stesso telaio perimetrale idroformato e la stessa struttura composita della carrozzeria.
La XLR è stata la prima Cadillac a offrire il cruise control adattivo e i sedili riscaldati e raffreddati. È stata nominata auto dell'anno per il Nord America nel 2004. Era dotata di navigatore GPS touchscreen, controllo vocale completo, impianto audio amplificato Bose, quadro strumenti con design Bulgari, OnStar, fari anteriori HID, sedili di lusso in pelle traforata, sedili a secchiello riscaldati e raffreddati regolabili elettricamente con sistema di memoria per il guidatore, tappetini di lusso in moquette con logo "XLR" ricamato, cerchi in lega di alluminio premium e finiture interne in legno.
La XLR era alimentata dal motore Northstar V8 da 4,6 litri della Cadillac (sovralimentato nella XLR-V) e da un cambio automatico 5L50 a cinque velocità o da un cambio automatico 6L80 a sei velocità. Nell'allestimento standard produceva 320 CV e 310 lb-ft di coppia. Disponeva di sospensioni adattive con fluido ammortizzatore magneto-reologico per un migliore controllo della guida.