W zależności od modelu montowane 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 silnik 4-zaworowy M50.
- Modele 530i/535i: silnik M30 o pojemności skokowej 3,0 litra i 3,5 litra.
- Model 524td: silnik turbodiesel M21 o pojemności skokowej 2,4 litra.
- Modele 525td/525tds Silnik turbodiesel M51 o pojemności roboczej 2,5 litra.
Blok silnika wykonany z żeliwa szarego zawiera otwory cylindrów. Jeśli na ściankach cylindrów występują znaczne ślady zużycia lub zarysowania, cylindry można poddać honowaniu, czyli szlifowaniu, w specjalnym warsztacie.
Następnie można montować tylko tłoki o zwiększonych wymiarach. W dolnej części bloku silnika znajduje się wał korbowy, który jest osadzony na własnych łożyskach. Korbowody łączące tłoki osadzone są na łożyskach ślizgowych wału korbowego. Dolną część silnika uzupełnia miska olejowa. w którym zbiera się olej niezbędny do smarowania i chłodzenia silnika. Głowica cylindra jest przykręcona do górnej części bloku silnika. Jest to aluminium, gdyż metal ten, w porównaniu do żeliwa, ma większą przewodność cieplną i mniejszy ciężar właściwy.
Głowica cylindra zaprojektowana jest zgodnie z zasadą przepływu krzyżowego. Wałek rozrządu znajduje się w górnej części głowicy cylindra. Wałek rozrządu napędzany jest w silnikach M40, M20 i M21 od wału korbowego za pomocą paska zębatego, a w silnikach M50 i M51 za pomocą jednorzędowego łańcucha rolkowego. Wałek rozrządu w silnikach M20 i M30 steruje pracą zaworów dolotowych i wydechowych w kształcie litery V. Silnik M50 z 4 zaworami ma drugi wałek rozrządu; każdy wałek obsługuje zawory dolotowe lub wydechowe bezpośrednio za pomocą bezobsługowych popychaczy hydraulicznych. Silnik wysokoprężny M51 posiada również popychacze hydrauliczne. W silniku wysokoprężnym M21 i czterocylindrowym silniku M40 wałek rozrządu steruje zaworami za pośrednictwem dźwigienek zaworowych, które spoczywają po stronie przeciwnej do zaworu na sworzniach kulowych (na silniku M40 samokompensującym) palce. W silnikach M20, M21 i M30 regularna kontrola i regulacja luzów zaworowych jest wymagana w ramach rutynowej konserwacji oraz po naprawach.
Od września 1992 roku nastąpił dalszy rozwój 6-cylindrowych silników benzynowych, wprowadzono m.in. system sterowania zmiennym wałkiem rozrządu, w skrócie VANOS. W tym przypadku za pomocą elementu regulacyjnego, zależnie od prędkości obrotowej silnika, wałek rozrządu zaworów dolotowych obraca się pod określonym kątem względem łańcucha, w wyniku czego utrzymywany jest optymalny moment zapłonu. Elementem nastawczym steruje jednostka sterująca silnika. Inne udoskonalenia dotyczyły zapewnienia możliwie najrówniejszej pracy silnika, charakterystyki momentu obrotowego, składu spalin i zużycia paliwa: zwiększenia stopnia sprężania w połączeniu z selektywną kontrolą detonacji, montażu prostych sprężyn zaworowych o niskiej sile sprężyny, lekkich tłoków z wydłużonymi korbowodami.
Smarowanie silnika zapewnia pompa olejowa, która w 6-cylindrowym silniku benzynowym i 2,4-litrowym silniku wysokoprężnym zamontowana jest w przedniej części skrzyni korbowej silnika. W zależności od typu silnika jest ona napędzana bezpośrednio z wału korbowego lub za pośrednictwem wałka pośredniego. W silnikach czterocylindrowych i wysokoprężnych o pojemności 2,5 litra pompa oleju znajduje się w pokrywie obudowy rozrządu i na końcu wału korbowego, z którym jest połączona za pomocą przekładni zębatej. Olej z miski olejowej dostaje się poprzez otwory i kanały do łożysk wału korbowego i wałka rozrządu, a także na powierzchnie robocze cylindrów.
Pompa wodna znajduje się z przodu bloku silnika; jego wał, przy odpowiedniej temperaturze, jest połączony za pomocą sprzęgła wiskotycznego z wentylatorem chłodnicy. Pompa wodna napędzana jest za pomocą paska klinowego, który służy również jako napęd generatora, a w silniku M40 za pomocą zębatego paska rozrządu. Należy pamiętać, że układ chłodzenia powinien być przez cały rok napełniony mieszanką płynu niezamarzającego i koncentratu antykorozyjnego z wodą bezwapienną.
Elektroniczny układ zapłonowy i wtrysku paliwa służy do przygotowania łatwopalnej mieszanki paliwowo-powietrznej, która gwarantuje stabilny skład spalin.
W przedniej części głowicy cylindra, zamiast tradycyjnego rozdzielacza zapłonu, zamontowany jest tzw. rozdzielacz wysokiego napięcia, który napędzany jest bezpośrednio z wałka rozrządu. Układ zapłonowy silnika M50 w ogóle nie posiada rozdzielacza zapłonu, co oznacza, że w tych silnikach nie ma żadnych ruchomych części w układzie zapłonowym. W silnikach Diesla dawkowanie paliwa jest również sterowane elektronicznie za pomocą układu DDE (Cyfrowy system zarządzania silnikiem Diesla).