К началу 60-х гг. "барочный" стиль моделей BMW 501/502 вышел из моды, и компания занялась поисками нового направления в дизайне. Собственные идеи у немцев были, но их решили опробовать на меньших автомобилях, а оформление нового люксового купе поручить специалистам из Италии. Менеджер по маркетингу Хельмут Бонш предлагал заказать у Pininfarina такой же кузов, как у Lancia Flaminia. Его идею почти сразу отвергли, и тогда главный инженер Фриц Фидлер обратился в ателье Bertone. Там на шасси BMW 502 разработали современный кузов с интегрированными крыльями, низкой поясной линией, прямым хромированным молдингом по всему периметру, одинарными круглыми фарами и безрамными стёклами дверей. Кроме того, на BMW 3200 CS впервые получили применение две детали, обязательно присутствовавшие на всех последующих BMW. Это горизонтальная решётка радиатора, разделённая на две части вертикальными "почками" или "ноздрями", а также тонкие задние стойки крыши с характерным изгибом, который стал известен как изгиб Хофмайстера (по фамилии главного дизайнера BMW). Образованный между стёклами треугольник делал заднюю стойку прочнее, и в него была вписана фирменная эмблема. 

Представленная на Франкфуртском автосалоне 1961 г., BMW 3200 CS стала последней моделью компании с отдельной периферийной рамой, неразрезным задним мостом и алюминиевым двигателем V8 OHV (следующая BMW с мотором V8 появилась только в 1993 г.). Последний имел объём 3168 см3 и с двумя карбюраторами развивал 160 л.с. В стандартную комплектацию входили 4-ступенчатая механическая коробка передач, передние дисковые тормоза, торсионная подвеска всех колёс, электрические стеклоподъёмники и радиоприёмник. В салоне автомобиль имел деревянную панель приборов, четырёхспицевый пластиковый руль и кожаные сиденья. С 1962 по 1965 гг. было построено 602 купе и 1 кабриолет, подаренный основному акционеру BMW Герберту Квандту.