Počnúc modelom X5 sa séria crossoverov BMW rozšírila a v roku 2003 začali vyrábať kompaktný crossover X3, a potom v roku 2008 začala výroba luxusného crossoveru strednej triedy X6, ktorá zdieľa svoju platformu s X5.
Prvá generácia (E53; 1999–2006)
História X5 sa začína v roku 1994, kedy sa po akvizícii Roveru objavili myšlienky o výrobe crossoverov BMW. Do jesene 1996 bol návrh schválený a bol určený konštrukčný základ pre X5 (E53), a prototypy boli testované v druhej polovici roku 1997. 1. septembra 1999 sa začala výroba prvej generácie X5 s telom E53 v závodoch BMW v USA v Greer, Južná Karolína a Toluca, Mexiko.
BMW X5 bolo primárne navrhnuté ako športové auto a jeho terénne schopnosti sú horšie ako Range Rover, jeho «hlavný mozog». V tomto smere BMW zaviedlo klasifikáciu X5 ako SAV (Sports Activity Vehicle), namiesto SUV.
V roku 2003 bolo auto prerobené. Zmeny sa dotkli svetlometov, masky chladiča, zadných svetiel, nových farieb karosérie, modernizovaných motorov a začal sa používať nový systém pohonu všetkých kolies xDrive. Teraz môže auto poslať akékoľvek percento výkonu motora na prednú alebo zadnú nápravu namiesto originálny schémy 62%-38%.
K dispozícii bolo päť benzínových motorov - 3,0 litra (l6, 231 koní), 4,4 litra (V8, 286 koní), 4,4 litra (V8, 320 koní), 4,6 litra (V8, 340 koní) a 4,8 litra (V8, 360 koní). Naftové motory sú len dva – oba s objemom 3,0 litra s výkonom 184 a 218 koní. Prevodovky boli 5 a 6-stupňové automatické a mechanické. V roku 2006 sa výroba E53 skončila a nahradila ju nová karoséria E70.
Druhá generácia (E70; 2006–2013)
Na autosalóne v Paríži v auguste 2006 bola predstavená druhá generácia BMW X5. V novembri 2006 sa začal jeho oficiálny predaj. Výroba bola tiež umiestnená v USA. Systém pohonu všetkých kolies xDrive predstavený na faceliftovanej prvej generácii je použitý aj na E70 s ďalšími vylepšeniami. Karoséria auta sa predĺžila o 165 mm, rozšírila o 60 mm a rázvor sa zväčšil o 110 mm.
Auto má veľa nových technologických vylepšení pre túto triedu, vrátane systému iDrive, elektronického «joystick» radenie rýchlostí, zadné LED svetlá, smerovky, aktívne riadenie, aktívne odpruženie, aktívne stabilizátory a ďalšie riešenia pre pohodlnejšiu a bezpečnejšiu jazdu. Interiér auta sa zväčšil a úplne zmodernizoval. Bol tam centrálny displej s veľkou obrazovkou. Inštaláciou sklápacích sedadiel do kufra sme zvýšili počet sedadiel na sedem.
Na X5 - 3,0 litra boli nainštalované štyri modely benzínových motorov (l6, 261 koní), 3,5 litra (l6, 302 koní), 4,8 litra (V8, 350 koní) a 5,0 litra (V8, 402 koní). Najprv boli tri dieselové motory - 3,0 litra (l6, 232 koní), 3,5 litra (l6, 282 koní), 3,5 litra (l6, 265 koní). V roku 2011 sa objavili dva 6-valcové radové naftové motory s objemom 3,0 a 4,0 litra s výkonom 242 a 302 k. Prevodovka bola najskôr len 6-stupňová automatická Steptronic a od roku 2011 sa objavila 8-stupňová automatická ZF 8HP.
Tretej generácie (F15; 2013 – súčasnosť čas)
Tretia generácia bola predstavená na medzinárodnom autosalóne vo Frankfurte v septembri 2013. Výroba začala v auguste 2013 a oficiálny predaj sa začal v novembri 2013. Exteriér navrhnutý dizajnérom BMW Markom Johnsonom bol schválený v novembri 2010. Karoséria auta sa trochu zväčšila, rázvor zostal rovnaký. Vďaka použitiu ocele s ultra vysokou pevnosťou, termoplastov, hliníka a horčíka sa dosiahlo zníženie hmotnosti o 90 kg. V interiéri je teraz 10,25-palcový displej.
Nainštalované sú tri modifikácie benzínových motorov - 3,5-litrový radový l6 s výkonom 302 k, 5,0-litrový V8 s výkonom 444 k a 2,0-litrový radový l4 v hybridnej elektrárni s celkovým výkonom 298 k. K dispozícii sú aj tri modifikácie dieselových motorov - 2,0 litra l4 s výkonom 215 k, 3,0 litra l6 s výkonom 254 k. a 3,0 litra l6 s výkonom 309 k. Je nainštalovaná iba jedna prevodovka - 8-stupňová automatická ZF 8HP.