В январе 1988 г. в продажу поступило 3-е поколение седана BMW 5-й серии (Е34), а во второй половине года на автосалоне во Франкфурте дебютировала его спортивная версия - BMW M5. Это была последняя M5 с рядным 6-цилиндровым двигателем, а также последняя модель, которая собиралась на заводе в Гархинге вручную. Она имела классический дизайн с двойными круглыми фарами и L-образными задними фонарями, во многом перекликавшийся с 7-й серией. Внешние отличия BMW M5 сводились к аэродинамическим обвесам и специальным 17-дюймовым алюминиевым дискам "M-System", отводившим тепло от вентилируемых дисковых тормозов. Изначально автомобиль оснащался 24-клапанным 6-цилиндровым мотором DOHC объёмом 3535 см3 и мощностью 311 л.с. в паре с 5-ступенчатой механической коробкой передач Getrag. В 1991 г. в европейской модификации он был увеличен до 3795 см3 (340 л.с.), и в комплектацию вошла адаптивная подвеска. В 1992 г. BMW M5 стала доступна с кузовом универсал (Touring). В последний год она получила 6-ступенчатую коробку передач и диски "M-Parallel". Всего с 1988 по 1995 гг. было продано 12254 ед. BMW M5 (Е34).

С 1992 по 1995 гг. компания BMW выпустила 891 универсал BMW M5 Touring, включая 209 автомобилей с 3.8-литровым двигателем. Самой редкой версией E34 была BMW M5 Touring Elekta, построенная в июне-июле 1995 г. всего в 20-ти экземплярах. Её разработали в отделе BMW Individual по заказу нескольких итальянских дилеров. Половина машин вышла в цвете Sterling Silver metallic с интерьером из синей кожи Marine Nappa, другая половина – в цвете British Racing Green с салоном из коричневой кожи Hazelnut Nappa и зелёным ковровым покрытием Mexico Green. Кроме роскошной отделки, в комплектацию входили трёхспицевый руль с подушкой безопасности, сервопривод водительского сиденья с памятью, зеркало заднего вида с автозатемнением, климат-контроль с автоматической рециркуляцией воздуха, аудиосистема класса Hi-Fi, омыватели фар, двойной люк с электроприводом и рейлинги на крыше.