Imena automobila počinju brojem 5 (znači serija) i završava s dvije znamenke, koje označavaju volumen motora u litrama, ako između njih stavite zarez. Na primjer, BMW 520 označava seriju 5 s dvolitrenim motorom. Također dodajte slovo na kraju «i» ako je motor ubrizgavanje npr. 525i ili slovo «d», što znači dizel motor.
Prva generacija (E12; 1972–1981)
Prva generacija pojavila se 1972. godine i ovaj je automobil zamijenio zastarjeli «New Class Sedans». Na sajmu automobila u Ženevi 1970. BMW je predstavio konceptni automobil 2200ti Gamish. I premda je planirao zamijeniti «New Class» staviti u proizvodnju E12 vizualno drugačiji. Glavni dizajner bio je francuski automobilski dizajner Paul Braque (Paul Bracq).
Prvi modeli 518, 520 i 520i bili su opremljeni rednim 4-cilindričnim motorima od 1,8 i 2,0 litara snage od 89 do 129 KS. Godinu dana kasnije pojavili su se redni 6-cilindrični benzinski motori obujma od 2,0 do 3,3 litre snage od 123 do 197 KS. Dizel motori još nisu ugrađeni. Mjenjači su bili 4-stupanjski ručni (Getrag 242 ili ZF S4-18), 5 brzinski mehanički Getrag (235, 245 ili 265) i 3-stupanjski automatski ZF (3HP12, 3HP20 ili 3HP22).
E12 je restiliziran u rujnu 1976. To je uglavnom utjecalo na vanjske elemente automobila.
Druga generacija (E28; 1981–1988)
Druga generacija predstavljena je u lipnju 1981. Najuočljivija novost je središnja konzola, usmjerena prema vozaču, a prvi su put korišteni dizelaši. Prednji motor s pogonom na stražnje kotače. Oblik karoserije bio je samo u obliku limuzine s 4 vrata. Bio je to posljednji model sa zakošenom prednjom stranom (popularno nazvan «morski pas»). Ukupno je proizvedeno više od 700 tisuća automobila.
Linija benzinskih motora uključuje 16 modifikacija 4- i 6-cilindričnih rednih motora s volumenom od 1,8 do 3,5 litara i snagom od 89 do 215 KS. Osim jednog, svi motori su s ubrizgavanjem. Dva su dizelska motora obujma 2,4 litre i snage 84 i 114 KS, jedan je atmosferski, drugi s turbopunjačem. Ručni mjenjači: 4-stupanjski Getrag (242, 262); Getrag s 5 brzina (240, 245, 260, 265 i 280) ili ZF S5-16. Automatski mjenjači: 3-stupanjski ZF 3 HP 22; 4-brzinski ZF 4 KS 22.
Treća generacija (E34; 1988–1996)
Razvoj dizajna odvijao se od srpnja 1981. do kraja 1987. pod vodstvom glavnog dizajnera Klausa Lutha. Posebna pažnja posvećena je aerodinamici - E34 ima koeficijent otpora 0,30. Treća generacija lansirana je u veljači 1988. i proizvedeno je preko 1,3 milijuna vozila. Isprva je postojala samo karoserija limuzine s 4 vrata, a 1990. pojavio se karavan s 5 vrata «Touring».
Linija benzinskih motora uključuje: dva 4-cilindrična 1,8-litrena motora snage 111 i 114 KS, osam 6-cilindričnih rednih motora zapremine 2,0 do 3,5 litara snage 127 do 208 KS.., kao i dva 8-cilindrična motora u obliku slova V s volumenom od 3,0 i 4,0 litre s kapacitetom od 215 i 282 KS. U ponudi su tri dizelska motora obujma 2,4 i 2,5 litara, svi 6-cilindrični redni motori snage 114 i 141 KS.
Mjenjači su bili mehanički: 5-brzinski Getrag, 5-brzinski ZF i 6-brzinski Getrag 420G. Automatski mjenjači: 4-brzinski ZF 4HP22, 4-brzinski GM 4L30-E, 5-brzinski ZF 5HP18 i 5-brzinski ZF 5HP30.
Četvrta generacija (E39; 1995–2003)
Razvoj četvrte generacije započeo je početkom 1989., a konačni nacrt dizajna Jouji Nagashima odabran je u lipnju 1992. Prvi eksperimentalni proizvodni modeli izgrađeni su u veljači 1995., a proizvodnja je započela u rujnu iste godine. Karoserija je bila dostupna u dvije verzije - limuzina s 4 vrata i karavan s 5 vrata («Touring»). Prednji motor s pogonom na stražnje kotače.
Benzinski četverocilindrični motori su nestali. Postojali su 6-cilindrični redni motori obujma od 2,0 do 3,0 litre s kapacitetom od 148 do 228 KS. i 8-cilindrični V-oblik obujma od 3,5 do 4,0 litre s kapacitetom od 232 do 282 KS. Ali prvi put se pojavio dizelski 4-cilindrični redni motor zapremine 2,0 litre i 134 KS. Ostali dizelski 6-cilindrični redni motori obujma od 2,5 do 3,0 litre i snage od 161 do 190 KS.
Postoji vrlo velik izbor mjenjača - pet mehaničkih 5 ili 6 stupnjeva (ZF, S5D, Getrag) i šest automatskih 4 ili 5 brzina (GM, ZF).
Peta generacija (E60, E61; 2003–2010)
Program razvoja započeo je 1997., a završio 2003. godine. Konačni nacrt, koji je napisao David Arcangeli i režirao Chris Brownle, odobren je 2000. Proizvedene su dvije vrste karoserija i svakoj je dodijeljen vlastiti kod - E60 za limuzinu s 4 vrata i E61 za karavan s 5 vrata. Karoserija automobila izrađena je od aluminija za prednji dio automobila i čelika za putnički prostor i stražnji dio. To je rezultiralo raspodjelom težine 50:50. U cijelom razdoblju proizvedeno je oko 1,3 milijuna automobila.
Linija benzinskih motora uključuje 15 modifikacija 6-cilindarskih rednih i 8-cilindarskih V8 s volumenom od 2,0 do 5,0 litara i snagom od 168 do 362 KS. Dizelski motori 10 modifikacija 4- i 6-cilindričnih rednih motora obujma od 2,0 do 3,5 litara i snage od 161 do 282 KS. Dostupna su dva ručna mjenjača s 5 brzina (ZF S6-37, ZF S6-53) i dva automatika sa 6 brzina (ZF 6HP19, ZF 6HP26).
Za sve modele ove generacije, osim pogona na stražnje kotače, bila je dostupna i opcija pogona na sva četiri kotača naziva xDrive.
Šesta generacija (F10, F11, F07; 2010–2017)
Ova generacija predstavljena je javnosti u studenom 2009., a proizvodnja je započela u siječnju 2010. i trajala do ožujka 2017. Vanjski izgled dizajnirao je Jacek Frolich, a automobil ima više tradicionalnog BMW stila nego E60. Vanjske dimenzije postale su malo veće. Linija karoserija je proširena - uz limuzinu s 4 vrata (F10) i karavan s 5 vrata (F11) Pojavio se hatchback s 5 vrata (F07), imenovan «Gran Turismo». Tu je i produžena limuzina (F18) za Kinu, Meksiko i Bliski istok. Pogon na stražnje kotače ili pogon na sve kotače (xDrive).
2,0-litreni 4-cilindrični redni motor snage 168 i 181 KS vratio se u liniju benzinskih motora, ali s turbopunjačem. Ostali motori su redni 6-cilindrični obujma od 2,3 do 3,5 litara snage od 201 do 302 KS. Također, dva V8 motora obujma 5,0 litara snage 402 i 444 KS. Dizelski motori 11 modifikacija 4 i 6-cilindričnih rednih motora obujma od 1,8 do 3,5 litara i snage od 141 do 308 KS, svi s turbopunjačem. Postoje dvije opcije prijenosa - 6-stupanjski ručni i 8-stupanjski automatski ZF 8HP.
Sedma generacija (G30, G31; 2017–danas vrijeme)
Službeno najavljen u listopadu 2016., a prodaja je započela u veljači 2017. G30 se temelji na istoj modularnoj platformi kao i Epizoda 7 (G11). Samo limuzina s 4 vrata dostupna u trenutku izlaska (G30) i karavan s 5 vrata (G31). Tijelo je izrađeno od višefaznog čelika za teške uvjete rada i aluminija. Masa automobila smanjena je za 100 kg u odnosu na prethodnu generaciju. Prednji motor sa stražnjim pogonom ili pogonom na sve kotače (xDrive).
Prednja rešetka ima otvore koji se otvaraju i zatvaraju kako bi optimizirali hlađenje motora i smanjili aerodinamički otpor. Serija 5 opremljena je šestom generacijom BMW-ovog sustava upravljanja vozilom iDrive, koji ima četiri mogućnosti ručnog unosa, uključujući upravljanje putem prepoznavanja gesti.
U početku su dostupna samo tri benzinska motora - dva 4-cilindrična zapremine 2,0 i 3,0 litre snage 184 i 252 KS. i jedan 6-cilindrični redni 4,0-litreni s kapacitetom od 335 KS. Postoje četiri modifikacije dizelskih motora - dva 4-cilindrična s volumenom od 2,0 i 2,5 litara i snagom od 190 i 231 KS. i dva 6-cilindrična redna motora obujma 3,0 i 4,0 litre snage 261 i 315 KS. Dostupna je i konfiguracija hibridnog vozila. Na izbor su dva mjenjača - 6-stupanjski ručni i 8-stupanjski Steptronic automatski.