В октябре 1987 года BMW начали производство семейства Е34. По сравнению с Е28, кузов стал более обтекаемым, появились вертикальные указатели поворота спереди, противотуманные фары под бампером. Габариты по сравнению с предыдущей моделью пятой серии ощутимо выросли, а масса автомобиля была снижена.
По сравнению с предыдущей моделью пятой серии — BMW E28, восходящей к разработкам начала 1970-х годов — автомобили нового семейства были шагом вперёд. Значительно расширился набор базового и опционального оборудования, повысился общий технический уровень автомобиля. Прогресс имелся и в области безопасности.
Настройка ходовой части обеспечивала сочетание комфорта и управляемости (однако, предпочтение отдавалось последнему). Версии с двигателями большого рабочего объёма отличались хорошими динамическими характеристиками, наряду с ними выпускались и экономичные четырёхцилиндровые модификации, обычно с упрощённым оформлением интерьера.
Немного тесноватый салон с низкой линией крыши ориентирован на удобство водителя: консоль панели приборов (доступной в чёрном, синем, сером, коричневом, бежевом и красном (очень редком цвете)) развёрнута в его сторону, сидение водителя имеет пять электрорегулировок; всё скомпоновано так, чтобы обеспечить просторную посадку именно на передних сиденьях. Для Е34 была характерна эргономика органов управления.
Подвеска при высоком качестве покрытия дискомфорта у пассажиров не вызывает. Двигатель звучит приглушённо даже на высоких оборотах. Обзорность во всех направлениях, кроме заднего, достаточная, назад — затруднённая.
В крышке багажного отсека был размещён весьма полный комплект инструмента. Зато все прочие дополнения (кроме АБС фирмы Bosch и подушки безопасности для водителя) предлагались только в опциях. Гидроусилитель рулевого управления развивает полную мощность при маневрировании, а с ростом скорости уменьшает своё действие для повышения точности обратной связи. Тормоза — с мощным замедлением, информативностью, мягко и точно работающей АБС.
Пятая серия стала наиболее представительной по набору двигателей в производственной программе компании, которая создала для неё широкий диапазон рядных шестицилиндровых бензиновых силовых агрегатов c впрыском «Бош-Мотроник»: 2,0 л, 129 л. с., шины 195/65 HR15 (модель 520i); 2,5 л, 170 л. с. (525i); 3,0 л, 188 л. с., шины 205/65 VR15 (530i) и 3,4 л, 211 л. с., шины 205/65 VR15 (535i). Их агрегировали с автоматическими 4-диапазонными и 5-ступенчатыми механическими коробками передач. В марте 1988 года появились экономичные (9,3 л/100 км в городе) седаны 524td с турбодизелем мощностью 115 л. с.
Топ-модель — седан М5 с двигателем рабочим объёмом 3,6 л (315 л. с.) и увеличенным до 90 л топливным баком — появилась в январе 1989 года и сразу завоевала популярность в кругах любителей быстрой езды. Укомплектованная механической пятиступенчатой коробкой передач, противобуксовочной системой и шинами размерности 235/45 ZR17 спереди и 255/40 ZR17 сзади, она стала самой динамичной в своём классе (разгон до 100 км/ч за 6,3 с, максимальная скорость ограничена — 250 км/ч).
В апреле 1992 этот двигатель заменили более мощным 3,8-литровым 327-сильным, а через месяц появилась его 340-сильная версия. В серийной комплектации все машины оборудовали усилителями тормозов.
В BMW тех лет имеются два диагностических интерфейса. Самый ранний BMW интерфейс, известный как ADS, представляет собой круглую соединительную колодку с двадцатью контактами. В автомобилях BMW после 1996 года стали появляться стандартные шестнадцати пиновые OBDII колодки. ADS в BMW просуществовал до начала 2000-х годов и отсутствовал в поздних E38.
С октября 1992 года в продажу поступили седаны и универсалы 530i (218 л. с.) и 286-сильный 540i (вместо 535), оснащённые малошумными высокотехнологичными двигателями V8, а также М5 Touring. Осенью 1992 был проведен небольшой рестайлинг модели — боковые зеркала заднего вида стали более элегантной и современной формы. В апреле 1994 года БМВ 5-й серии получила новую широкую решётку радиатора и новый капот, а также пластиковые накладки на пороги, и вторую подушку безопасности в торпедо. Также в 94-м году у «пятёрки» в базе появились повторители указателя поворотов на передних крыльях.
В январе 1992 г. полным ходом пошли продажи элегантных универсалов Touring 520i и 525i, которые сохранили все лучшие ездовые качества седанов, а также версии с системой полного привода BMW 525iX Touring. Объём багажного отсека при пяти ездоках составлял 460 л, а с двумя — 1450 л. В сентябре двигатели с индексом М50 (2 и 2,5 литра) стали оснащаться системой изменения фаз газораспределения VANOS, что позволило развивать двигателю большую мощность на низких оборотах, а также снизить расход топлива.
В январе 1993-го на 518i стали устанавливать новый 4-цилиндровый 1,8 л двигатель мощностью 115 л. с. А в апреле 115-сильный 2,4-литровый турбодизель (524td) заменили на 2,5-литровый 143-сильный турбодизель (525tds), агрегатируемый с автоматическими и механическими КП.
Alpina B10 Bi-turbo — самая быстрая "пятёрка" в кузове Е34 — появилась в 1989 году на базе BMW 535i и сразу же вызвала неподдельный интерес публики. От стандартной Е34 её визуально отличали спортивный обвес со спойлером (благодаря ним увеличилась прижимная сила),17-дюймовыми диски со знаменитым "игольчатым" дизайном, серебряные или золотые наклейки с логотипом Alpina по бокам.
Стандартный M30 подвергся очень большим доработкам и стал развивать 360 л.с. и 552 Нм крутящего момента. Что бы добиться таких показателей инженеры заменили стандартный распредвал, установили клапана большего диаметра, более жесткие пружины, кованную поршневую, более производительные форсунки. И самое главное, две турбины Garrett T25. Из-за нехватки места их пришлось перенести за интеркулер, который стоял за бампером. За питание отвечал блок от BMW M3 Bosch Motronic М3.3.
С таким двигателем Alpina B10 Bi-turbo была очень резвой, по этому пришлось установить электронный ошейник, в виде системы стабилизации, которую можно было принудительно отключить.
Что бы более эффективно передать все лошадки была установлена 5-ти ступенчатая коробка передач Getrag 280/5 и самоблокирующийся дифференциал и более продвинутые амортизаторы от Bilstein.
Тормозная система частично уникальная разработка самой Alpina, передние тормоза от Альпины, а задние от М5-й
Всего было построено 507 экземпляров Alpina B10 Bi-turbo, при этом каждая стоила 152 тыс. дойч марок. И спустя годы цены на них не падают.
Журналисты очень тепло приняли B10 и многие говорили, что это лучший автомобиль.