Имената на автомобилите започват с цифрата 5 (указваща серията) и завършват с две цифри, показващи обема на двигателя в литри, ако поставите запетая между тях. Например BMW 520 означава Серия 5 с двулитров двигател. Добавят и буквата "i" в края, ако двигателят е инжекционен, например 525i, или буквата "d", което означава дизелов двигател.
Първо поколение (E12; 1972–1981)
Първото поколение се появи през 1972 г. и тази кола замени остарелите седани New Class. На автомобилното изложение в Женева през 1970 г. BMW представи концептуалния автомобил 2200ti Gamish. И въпреки че планира да замени "Новия клас", E12, който влезе в производство, беше визуално различен. Водещият дизайнер беше френският автомобилен дизайнер Пол Брак.
Първите модели 518, 520 и 520i са оборудвани с редови 4-цилиндрови двигатели от 1,8 и 2,0 литра с мощност от 89 до 129 к.с. Година по-късно се появяват редови 6-цилиндрови бензинови двигатели с обем от 2,0 до 3,3 литра с мощност от 123 до 197 к.с. Все още не са монтирани дизелови двигатели. Трансмисиите са 4-степенни ръчни (Getrag 242 или ZF S4-18), 5-степенни механични Getrag (235, 245 или 265) и 3-степенни автоматични ZF (3HP12, 3HP20 или 3HP22).
E12 е обновен през септември 1976 г. Това се отрази най-вече на външните елементи на автомобила.
Второ поколение (E28; 1981–1988)
Второто поколение е представено през юни 1981 г. Най-ярката иновация е централната конзола, насочена към водача, като за първи път са използвани дизелови двигатели. Преден двигател със задно предаване. Формата на тялото беше само под формата на седан с 4 врати. Това беше последният модел със скосен крайник (популярно наричан "акула"). Общо са произведени повече от 700 хиляди автомобила.
Линията бензинови двигатели включва 16 модификации на 4- и 6-цилиндрови редови двигатели с обем от 1,8 до 3,5 литра и мощност от 89 до 215 к.с. С изключение на един, всички двигатели са инжекционни. Има два дизелови двигателя с обем 2,4 литра и мощност 84 и 114 к.с., единият е атмосферен, вторият е с турбокомпресор. Ръчни скоростни кутии: 4-степенна Getrag (242, 262); 5-степенна Getrag (240, 245, 260, 265 и 280) или ZF S5-16. Автоматични скоростни кутии: 3-степенна ZF 3 HP 22; 4-степенна ZF 4 HP 22.
Трето поколение (E34; 1988–1996)
Разработването на дизайна се извършва от юли 1981 г. до края на 1987 г. под ръководството на главния дизайнер Клаус Лут. Особено внимание е обърнато на аеродинамиката - E34 има коефициент на съпротивление 0,30. Третото поколение е пуснато през февруари 1988 г. и са произведени над 1,3 милиона автомобила. Първоначално имаше само каросерия седан с 4 врати, а през 1990 г. се появи комби с 5 врати Touring.
Линията от бензинови двигатели включва: два 4-цилиндрови 1,8-литрови двигателя с мощност 111 и 114 к.с., осем 6-цилиндрови редови двигателя с обем от 2,0 до 3,5 литра с мощност от 127 до 208 к.с. ., както и два 8-цилиндрови V-образни двигателя с обем 3,0 и 4,0 литра с мощност 215 и 282 к.с. Има три дизелови двигателя с обем 2,4 и 2,5 литра, всички 6-цилиндрови редови двигатели с мощност 114 и 141 к.с.
Скоростните кутии бяха механични: 5-степенна Getrag, 5-степенна ZF и 6-степенна Getrag 420G. Автоматични трансмисии: 4-степенна ZF 4HP22, 4-степенна GM 4L30-E, 5-степенна ZF 5HP18 и 5-степенна ZF 5HP30.
Четвърто поколение (E39; 1995–2003)
Разработката на четвърто поколение започва в началото на 1989 г., като окончателният проект на Jouji Nagashima е избран през юни 1992 г. Първите експериментални производствени модели са построени през февруари 1995 г., а производството започва през септември същата година. Каросерията се предлагаше в две версии - седан с 4 врати и комби с 5 врати ("Touring"). Преден двигател със задно предаване.
Бензиновите четирицилиндрови двигатели ги няма. Имаше 6-цилиндрови редови двигатели с обем от 2,0 до 3,0 литра с мощност от 148 до 228 к.с. и 8-цилиндров V-образен с обем от 3,5 до 4,0 литра с мощност от 232 до 282 к.с. Но за първи път се появи дизелов 4-цилиндров редови двигател с обем 2,0 литра и 134 к.с. Други дизелови 6-цилиндрови редови двигатели с обем от 2,5 до 3,0 литра и мощност от 161 до 190 к.с.
Има много голям избор от трансмисии - пет механични 5 или 6 скорости (ZF, S5D, Getrag) и шест автоматични 4 или 5 скорости (GM, ZF).
Пето поколение (E60, E61; 2003–2010)
Програмата за развитие започна през 1997 г. и приключи през 2003 г. Окончателният проект, написан от Дейвид Арканджели и режисиран от Крис Браунли, беше одобрен през 2000 г. Произведени са два вида каросерии и на всеки е присвоен собствен код - E60 за седан с 4 врати и E61 за комби с 5 врати. Каросерията на автомобила е изработена от алуминий за предницата и стомана за купето и задницата. Това доведе до разпределение на теглото 50:50. За целия период са произведени около 1,3 милиона коли.
Линията бензинови двигатели включва 15 модификации на 6-цилиндрови редови и 8-цилиндрови V8 с обем от 2,0 до 5,0 литра и мощност от 168 до 362 к.с. Дизелови двигатели 10 модификации на 4- и 6-цилиндрови редови двигатели с обем от 2,0 до 3,5 литра и мощност от 161 до 282 к.с. Предлагат се две 5-степенни ръчни трансмисии (ZF S6-37, ZF S6-53) и две автоматични 6-степенни трансмисии (ZF 6HP19, ZF 6HP26).
За всички модели от това поколение, в допълнение към задвижването на задните колела, беше налична опция за задвижване на всички колела, наречена xDrive.
Шесто поколение (F10, F11, F07; 2010–2017)
Това поколение беше представено пред публика през ноември 2009 г., а производството започна през януари 2010 г. и продължи до март 2017 г. Екстериорът е проектиран от Jacek Frolich и колата има повече традиционен стил на BMW, отколкото E60. Външните размери са станали малко по-големи. Гамата от каросерии се разшири - в допълнение към седана с 4 врати (F10) и комбито с 5 врати (F11) се появи хечбек с 5 врати (F07), наречен "Gran Turismo". Има и удължен седан (F18) за Китай, Мексико и Близкия изток. Задвижване на задните колела или задвижване на всички колела (xDrive).
2,0-литров 4-цилиндров редови двигател с мощност 168 и 181 к.с. се върна в линията на бензиновите двигатели, но с турбокомпресор. Останалите двигатели са редови 6-цилиндрови с обем от 2,3 до 3,5 литра с мощност от 201 до 302 к.с. Също така два V8 двигателя с обем 5,0 литра с мощност 402 и 444 к.с. Дизелови двигатели 11 модификации на 4 и 6-цилиндрови редови двигатели с обем от 1,8 до 3,5 литра и мощност от 141 до 308 к.с., всички с турбокомпресор. Предлагат се два варианта на предаване - 6-степенна механична и 8-степенна автоматична ZF 8HP.
Седмо поколение (G30, G31; 2017–настояще)
Официално обявен през октомври 2016 г., а продажбите започнаха през февруари 2017 г. G30 е базиран на същата модулна платформа като серията 7 (G11). Към момента на пускане на пазара бяха налични само седан с 4 врати (G30) и комби с 5 врати (G31). Тялото е изработено от многофазна тежкотоварна стомана и алуминий. Теглото на автомобила е намалено със 100 кг спрямо предходното поколение. Двигателят е монтиран отпред със задвижване на задните колела или задвижване на всички колела (xDrive).
Предната решетка има жалузи, които се отварят и затварят, за да оптимизират охлаждането на двигателя и да намалят аеродинамичното съпротивление. Серия 5 е оборудвана със системата за управление на автомобила iDrive от шесто поколение на BMW, която има четири опции за ръчно въвеждане, включително управление чрез разпознаване на жестове.
Първоначално се предлагат само три бензинови двигателя - два 4-цилиндрови с обем 2,0 и 3,0 литра с мощност 184 и 252 к.с. и един 6-цилиндров редови 4.0-литров с мощност 335 к.с. Предлагат се четири модификации на дизелови двигатели - два 4-цилиндрови с обем 2,0 и 2,5 литра и мощност 190 и 231 к.с. и два 6-цилиндрови редови двигателя с обем 3.0 и 4.0 литра с мощност 261 и 315 к.с. Предлага се и хибридна конфигурация на автомобила. Има две трансмисии за избор - 6-степенна механична и 8-степенна автоматична Steptronic.