1980年宝马正式发布运动版宝马5系M535i，该车搭载代号M30B35的3.5升直列六缸自然吸气燃油喷射发动机，最大功率218马力（160kW）/5200rpm，最大扭矩310N·m/4000rpm，搭配5速手动变速箱，数据显示，1972年至1984年间第一代宝马5系累计生产了699094辆。1981年第二代宝马5系（E28）发布，1981至1988年间第二代宝马5系累计生产722328辆。
1988年，第三代宝马5系（E34）亮相，1991年，第三代宝马5系开始提供旅行版轿车，1988至1996年间第三代宝马5系累计生产1333412辆，几乎是上一代宝马5系的两倍。1995年，第四代宝马5系（E39）发布，相比于上一代车型，新车最大的变化是升级了日间行车灯环的“天使眼”设计，1995至2004年间第四代宝马5系全球累计生产150多万辆。
2003年，第五代宝马5系（E60）发布，其中这一代的宝马M5搭载5.0升V10自然吸气发动机（S85B50A），最大功率507马力（373kW）/7750rpm，最大扭矩520N·m/6100rpm，与发动机匹配的是7速SMG变速箱。也是从这一代车系开始，宝马5系开始国产化。