W zależności od modelu zainstalowane są następujące jednostki napędowe:
- Model 518i: 4-cylindrowy silnik M40 o pojemności skokowej 1,8 litra.
- Modele 520i/525i (o pojemności roboczej 2,0 l i 2,5 l): do kwietnia 1990 silnik M20, od maja 1990 (mocniejszy 4-zaworowy silnik M50.
- Modele 530i/535i: silnik M30 3,0 l i 3,5 l.
- Model 524td: Turbodoładowany silnik wysokoprężny M21 o pojemności skokowej 2,4 litra.
- Modele 525td/525tds 2,5-litrowy silnik M51 z turbodoładowaniem.
Blok silnika z żeliwa szarego ma otwory cylindrów. Przy znacznym zużyciu lub zadrapaniach ścianek cylindrów można je wyszlifować, czyli wyszlifować w specjalnym warsztacie.
Następnie należy montować tylko przewymiarowane tłoki. W dolnej części bloku silnika znajduje się wał korbowy osadzony na jego łożyskach. Korbowody, które komunikują się z tłokami, są osadzone na łożyskach ślizgowych wału korbowego. Dolną część silnika uzupełnia miska olejowa. który zbiera olej potrzebny do smarowania i chłodzenia silnika. Głowica cylindrów jest przykręcona do górnej części bloku silnika. Jest to aluminium, ponieważ ten metal w porównaniu z żeliwem ma wyższą przewodność cieplną i niższy ciężar właściwy.
Głowica cylindrów jest zbudowana zgodnie z tzw. zasadą przepływu krzyżowego. W górnej części głowicy cylindrów znajduje się wałek rozrządu. Wałek rozrządu jest napędzany w silnikach M40, M20 i M21 z wału korbowego przez pasek zębaty, aw silnikach M50 i M51 przez jednorzędowy łańcuch rolkowy. Wałek rozrządu w silnikach M20 i M30 steruje zaworami dolotowymi i wydechowymi w kształcie litery V. 4-zaworowy silnik M50 ma drugi wałek rozrządu; każdy wał napędza bezpośrednio zawory dolotowe lub wylotowe za pomocą bezobsługowych popychaczy hydraulicznych. Silnik wysokoprężny M51 ma również popychacze hydrauliczne. W silniku wysokoprężnym M21 i 4-cylindrowym silniku M40 wałek rozrządu steruje zaworami przez wahacze, po stronie przeciwnej do zaworu, na kuli (na samokompensacji silnika M40) palce. W przypadku silników M20, M21 i M30 wymagane są regularne kontrole i luzy zaworowe w ramach rutynowej konserwacji i prac po naprawach.
Od września 1992 r. 6-cylindrowe silniki benzynowe były dalej rozwijane, między innymi zostały wyposażone w układ sterowania zmiennym wałkiem rozrządu, w skrócie VANOS. W tym przypadku za pomocą elementu regulacyjnego, w zależności od prędkości obrotowej silnika, wałek rozrządu zaworów dolotowych jest obracany o określony kąt w stosunku do łańcucha, w wyniku czego utrzymywany jest optymalny moment zapłonu. Element nastawczy jest sterowany przez sterownik silnika. Inne ulepszenia miały na celu zapewnienie jak najbardziej płynnej pracy silnika, charakterystyki momentu obrotowego, składu spalin i zużycia paliwa: zwiększenie stopnia sprężania w połączeniu z selektywną kontrolą spalania stukowego, montaż prostych sprężyn zaworowych o małej sile sprężynowania, lekkie tłoki z przedłużonymi korbowodami.
Smarowanie silnika zapewnia pompa olejowa zamontowana w 6-cylindrowym silniku benzynowym i 2,4-litrowym silniku wysokoprężnym z przodu skrzyni korbowej silnika oraz, w zależności od typu silnika, bezpośrednio z wału korbowego lub przez wałek pośredni. W silnikach 4-cylindrowych i wysokoprężnych o pojemności skokowej 2,5 litra pompa oleju znajduje się w pokrywie obudowy rozrządu i na końcu wału korbowego i jest połączona z ostatnią przekładnią. Olej z miski olejowej dostaje się przez otwory i kanały do łożysk wału korbowego i wałka rozrządu, a także do powierzchni roboczych cylindrów.
Pompa wodna znajduje się z przodu bloku silnika; jego wał w odpowiedniej temperaturze jest połączony sprzęgłem wiskotycznym z wentylatorem chłodnicy. Pompa wodna jest napędzana paskiem klinowym, który służy również jako napęd generatora, a w silniku M40 przez pasek zębaty wałka rozrządu. Należy pamiętać, że układ chłodzenia należy przez cały rok napełniać mieszanką koncentratu płynu niezamarzającego i antykorozyjnego z wodą niewapienną.
Do przygotowania palnej mieszanki paliwowo-powietrznej stosuje się elektroniczne urządzenie zapłonowe i wtryskowe, które gwarantuje stabilny skład spalin.
Przed głowicą cylindrów zamiast konwencjonalnego rozdzielacza zapłonu zainstalowany jest tak zwany rozdzielacz wysokiego napięcia, który jest napędzany bezpośrednio z wałka rozrządu. Układ zapłonowy silnika M50 w ogóle nie ma rozdzielacza, to znaczy w tych silnikach nie ma ruchomych części w układzie zapłonowym. W silnikach wysokoprężnych dozowanie paliwa jest również sterowane elektronicznie za pomocą systemu DDE (Cyfrowy system zarządzania silnikiem Diesla).