1972年，宝马公司在IAA汽车展上推出了编号为E12的第一代宝马5系列轿车。首先推出的只有两种型号--520及520i，两种车型都使用了编号为M10的四缸发动机。1973年，宝马公司推出了145马力拥有六缸发动机的宝马525。一年以后，由于石油危机的影响，5系列中的入门级车型只有90马力的518也被引入5系列，同时在北美市场，宝马公司推出了宝马530i，它的六缸176马力的发动机配合四速手动变速箱可使530i的最高时速达到124英里/时。1975年，525的继任者拥有1 65马力的528也随后获得了生产。1976年，由于诸多问题的存在，宝马公司对5系轿车作了些小的改进：改变了前进气栅（看上去更像编号为E21的3系列轿车），改进了通风系统及整车隔音效果，增加了电动后视镜及前轮盘式刹车系统。同时运动型轮胎、空调系统、电动车窗及助力转向也作为这一代5系列轿车的标准配置。同年，520、520i的四缸发动机也随即被122马力的六缸发动机所代替，528被使用电喷发动机的528i所代替。 作为BMW1500-2000“新级别”车型的直接后继车型，全新5系四门中型轿车于1972年面世。由于慕尼黑工厂的生产力已经不足以满足预计的产量要求，BMW在下巴伐利亚的Dingolfing建造了一座采用全新专门设计的工厂。
第二代5系拥有非常精美的车身外观设计、更好的流线型、更强的安全性 、更高的驾驶舒适性。此外，发动机范围也达到了前所未有的丰富：4缸和6缸汽油发动机、525e车型上为实现最大燃油经济性而设计的发动机、M5车型上的24气门顶置凸轮轴动力单元，以及带有涡轮增压器和不带涡轮增压器的6缸柴油发动机。5档变速箱从1983年起成为5系的标准装备(之前为选择装备)，并且提供4档自动变速箱供客户选择。
第三代BMW5系是一款全新的车型。发动机系列中包括4缸、6缸、8缸发动机。1997年秋季，带有数字式柴油喷射系统、增压空气冷却装置、三元催化转换器的全新2.5升涡轮增压柴油发动机也被列入了选择装备的范围。
第四代5系的车身外观设计保留了BMW特有的传统造型元素。由于外部尺寸更大，第四代5系拥有更宽敞的内部空间。在重量没有变化的情况下，白车身采用的轻质结构使其刚度提高了50%,发动机和悬架也在铝合金材料的广泛使用方面建立了新的标准。5系最初上市时仅有6缸发动机车型，1996年增加了8缸发动机车型。通过推出540i防弹车，BMW开始将客户对更高人身安全性的需求纳入了车辆设计的考虑范围。这款防弹型轿车采用直接定制的方式进行生产，车上装备的芳香尼龙纤维和防弹玻璃能够为车内乘员提供更可靠的人身保护。
第五代BMW5系于2003年5月发布，它在行驶动态特性、性能、效率、舒适性、空间诸多因素的综合与统一方面，达到了同级车型中前所未有的高度，进而建立了新的标准。全新5系采用了全球首创的主动转向系统、铝材料和钢材料相结合的车身、全铝底盘、高性能且高效率的汽油和柴油发动机、6档变速箱、iDrive控制概念及其它非凡的创新特色，就任何方面而言都具有出类拔萃的产品品质。
在完美地秉承了BMW5系杰出运动驾驶性能的同时，新BMW530Li，BMW525Li和BMW523Li满足了中国消费者对舒适性和后排空间的特殊需求。从外部设计来看，新BMW5系Li最显著的特征是轴距增加了14厘米，为后排乘客提供了特别的舒适感，以及空间感所带来的乘坐乐趣。
新BMW5系Li的座椅和车门内饰，均采用名贵的Dakota真皮，使轿车内部充满了一种高贵典雅的风格。新BMW525Li和BMW530Li的配置还包括了安装在前排座椅背面的8英寸屏幕，这是宝马集团新近研发的内置娱乐设施，并且在后排座椅中间配备有冷藏箱。
新BMW523Li，BMW525Li和BMW530Li三款新车的发动机输出功率范围在177马力到258马力之间，均装备最先进的直列六缸发动机，这可以使新BMW530Li从0-100公里加速达到7.2秒，最高时速可达250公里/小时。
