改变外观细节为的是降低风阻

1989年第二代M5（E34）上市，这代车型基于E34代5系打造，但是在外观上进行了重新设计，和普通5系相比，它采用了全新造型的前、后保险杠和侧裙，除了造型上加以区分之外，更重要的目的是降低风阻系数。

动力方面，M88/3发动机被彻底“抛弃”，无论是在欧洲还是北美销售的车型均采用了代号为S38B36发动机，欣慰的是最大功率达到232kW，最大扭矩达到360N·m，从数据上来看全面超越上一代车型。

1991年，欧洲地区销售的M5换装了代号为S38B38的全新发动机，因为排量小幅增加，所以最大功率和最大扭矩都有所上调，不过因为排放法规的问题，北美地区的消费者与它无缘。

值得一提的是，宝马在1992年推出第二代M5的旅行版车型，不过它的产量极为稀少，仅有891辆。

外观最斯文的一代M5

1998年，第三代M5（E39）于日内瓦车展上亮相，它基于5系（E39）打造，和前两代不同的是，这代M5和5系共用生产线。这个时代的M5从造型来说趋于流线，车身更低、更有力量感，而且首次用上标志性的双边共双出排气。

从这代M5开始，该系列除了强调运动性能之外，对于舒适性的重视也提高到和运动性一样的水平，提高对舒适性的要求间接导致了它的“体重”增加，这代M5的整备质量已经达到1825公斤。

不过“体重”的增加也不全是提高舒适性的锅，这代M5首次采用V8发动机。这台代号为S62的发动机排量为4.9L，是宝马首款采用Double VANOS的量产V8发动机。虽然294kW的最大功率和500N·m的最大扭矩在今天来看并不是太出色的成绩，但是在20多年前的话，这个数据相当不错了，除了M5之外，宝马Z8也采用了这台发动机。

除了动力升级之外，这代M5在机械装备上也有较大的变化，那就是它首次增加了后桥限滑差速器，再加上偏沉的转向调校，虽然这代产品“体重”较大，但是在操控起来仍然得心应手。