Après une longue période de développement, BMW commercialise le nouveau modèle E34 de la série 5 à partir de janvier 1988, ce qui marque une rupture par rapport aux précédents E12 et E28. Les moteurs 6 cylindres étaient la base de la gamme, avec des cylindrées de 2000cc (520i), 2500cc (525i), 3000cc (530i) et 2500cc (535i). A partir de 1988, la M5 fait son apparition. Il s'agit d'une version sportive équipée d'un moteur 6 cylindres de 3500cc porté à 315 chevaux. Au cours de sa vie, la série 5 E34 a également reçu divers moteurs turbodiesel, avec les modèles 524td, 525td et 525tds. Un V8 essence équipait alors les 530i et 540i (respectivement 3000 et 4000cc). La E34, également disponible en version familiale (appelée Touring), est sortie de production en 1995, et remplacée par la série 5 E39.