Залежно від моделі встановлюються такі силові агрегати:
- Модель 518i: 4-циліндровий двигун М40 із робочим об'ємом 1,8 л.
- Моделі 520i/525i (з робочим об'ємом 2,0 л та 2,5 л): до квітня 1990 р. двигун М20, з травня 1990 р. (більш потужний 4-клапанний двигун М50.
- Моделі 530i/535i: Двигун М30 з робочим об'ємом 3,0 л та 3,5 л.
- Модель 524td: Турбодизельний двигун М21 з робочим об'ємом 2,4 л.
- Моделі 525td/525tds Турбодизельний двигун М51 з робочим об'ємом 2,5 л.
У моторному блоці із сірого чавуну є отвори циліндрів. При значному зносі чи подряпинах на стінках циліндрів циліндри можуть бути відхонінговані, тобто розшліфовані у спеціальній майстерні.
Після цього повинні встановлюватись лише поршні підвищених розмірів. У нижній частині моторного блоку розташовується колінчастий вал, що кріпиться на своїх підшипниках. Шатуни, що здійснюють зв'язок з поршнями, посаджені на колінчастому валуна підшипниках ковзання. Нижню частину двигуна завершує олійний картер. в якому збирається масло, необхідне для змащення та охолодження двигуна. Зверху на моторному блоці болтами кріпиться головка циліндрів. Вона алюмінієва, тому що цей метал у порівнянні з чавуном має більшу теплопровідність і меншу питому вагу.
Головка циліндрів побудована за так званим принципом поперечного потоку. У верхній частині головки циліндрів розташовується розподільний вал. Розподільний вал наводиться на двигунах М40, М20 і М21 від колінчастого валу через зубчастий ремінь, а на двигунах М50 і М51 через однорядний роликовий ланцюг. Розподільний вал на двигунах М20 і М30 управляє роботою V-подібно розташованих впускних та випускних клапанів. 4-клапанний двигун М50 має другий розподільчий вал; кожен із валів управляє або впускними, або випускними клапанами безпосередньо не потребують технічного обслуговування гідравлічними штовхачами. Дизельний двигун М51 також має гідравлічні штовхачі. На дизельному двигуні М21 і на 4-циліндровому двигуні М40 розподільний вал управляє клапанами через коромисла, що спираються з боку, протилежному клапану, на кульові (на двигуні М40 самокомпенсовані) пальці. На двигунах М20, М21 та М30 потрібна регулярна перевірка та виставка зазорів клапанів у рамках регламентного обслуговування та після проведення ремонтних робіт.
З вересня 1992 року 6-циліндрові бензинові двигуни були доопрацьовані, причому вони стали оснащуватися системою змінного управління розподільчого валу, скорочено званої VANOS. При цьому за допомогою настановного елемента в залежності від числа обертів двигуна відбувається поворот на певний кут розподільного валу впускних клапанів щодо ланцюга, в результаті чого витримується оптимальний момент запалення. Настановний елемент управляється від блоку управління двигуном. Інші доробки торкнулися забезпечення максимально можливої рівної роботи двигуна, характеристик крутного моменту, складу вихлопних газів і витрати палива: збільшення ступеня стиснення в сукупності з селективним регулюванням детонації, встановлення простих пружин клапанів з малими пружинними зусиллями, полегшених поршнів з подовженими шату.
Змащення двигуна забезпечується масляним насосом, закріпленим на 6-циліндровому бензиновому двигуні і на дизельному двигуні з робочим об'ємом 2,4 л в передній частині картера двигуна і що приводиться в залежності від типу двигуна або прямо від колінчастого валу, або через проміжний вал. На 4-циліндровому і дизельному двигуні з робочим об'ємом 2,5 л масляний насос знаходиться в кришці картера газорозподільного механізму і кінці колінчастого валу і пов'язаний з останнім зубчастою передачею. Олія з масляного картера потрапляє через свердління та канали до підшипників колінчастого та розподільного валів, а також на робочі поверхні циліндрів.
Водяний насос розташований у передній частині моторного блоку; його вал при відповідній температурі з'єднується муфтою в'язкості з вентилятором радіатора. Привід водяного насоса здійснюється через клиновий ремінь, який одночасно служить приводом генератора, а на двигуні М40 через зубчастий ремінь розподільного валу. Слід мати на увазі, що система охолодження протягом усього року має бути заповнена сумішшю антифризу та антикорозійного концентрату з безвапняною водою.
Для приготування займистої повітряно-паливної суміші служить електронний пристрій запалювання та впорскування палива, що гарантує стабільний склад вихлопних газів.
У передній частині головки циліндрів замість звичайного розподільника запалювання встановлений так званий розподільник високої напруги, який наводиться безпосередньо від розподільчого валу. Система запалення двигуна М50 взагалі немає розподільника, тобто цих двигунах у системі запалення відсутні рухливі частини. На дизельних двигунах управління дозуванням палива здійснюється також електронним способом за допомогою системи DDE (Цифрова система керування дизельним двигуном).