BMW zaprezentowało trzecią generację serii 5, model E34, w grudniu 1987 roku, mniej niż osiem lat po wprowadzeniu drugiej generacji auta w 1981 roku.
Włoski projektant Ercole Spada stworzył pierwsze szkice trzeciej generacji serii 5 w 1982 roku, zaledwie rok po premierze drugiej generacji. BMW tym razem nie chciało iść na łatwiznę i zdecydowało się na radykalne zmiany. W efekcie zaczęto od nowa, a nowy model był znacznie bardziej zaawansowany pod każdym względem. Był dłuższy, bardziej komfortowy i wyposażony w potężniejsze silniki. Ponadto, był to pierwszy model serii 5 posiadający napęd na wszystkie koła oraz pierwszy, który był dostępny jako kombi, począwszy od 1992 roku. Dodatkowo, niemiecki producent opracował nie jeden, ale dwa warianty M5 oparte na E34.
Chociaż przedni pas wciąż charakteryzował się czterema reflektorami, to była to jedyna wizualna więź z modelami E28 i E12. Główna atrapa chłodnicy, przecięta cienkimi poziomymi listwami, była przerwana pośrodku przez charakterystyczny dla BMW element w kształcie nerki. Dodatkowo, zderzak został przedłużony w dół o osłonę i mógł być wyposażony w prostokątne lampy przeciwmgielne.
W przeciwieństwie do swoich poprzedników, które miały kanciastą bryłę, model 5 z 1988 roku mógł się pochwalić zaokrąglonymi liniami, które poprawiały aerodynamikę pojazdu. Wznosząca się linia okien i pochylona, zaokrąglona szyba również pomogły obniżyć współczynnik oporu powietrza. Gumowy pasek przebiegał przez pojazd od przodu do tyłu, wizualnie łącząc przedni i tylny zderzak. Aby dodatkowo podkreślić elegancki wygląd serii 5, BMW wprowadziło klamki i lusterka w kolorze nadwozia. Co więcej, większość wersji była standardowo wyposażona w aluminiowe felgi. Z tyłu, seria 5 posiadała węższe tylne światła niż jej poprzednik. W przeciwieństwie do tamtego modelu, te były podzielone pomiędzy tylne błotniki a klapę bagażnika.
Wnętrze natomiast zachowało pomysł centralnej konsoli pochylonej w stronę kierowcy, co przeniesiono z E28. To tam umieszczono kontroler klimatyzacji, stereo oraz dostępny wyświetlacz komputera pokładowego, który mógł pokazywać kierowcy różne dane, takie jak pozostały zasięg, średnie zużycie paliwa, średnią prędkość i interwały serwisowe. Przed kierowcą znajdował się trapezoidalny zestaw wskaźników zintegrowany z deską rozdzielczą, ukazujący klasyczny układ BMW, z dużymi wskaźnikami prędkościomierza i obrotomierza oraz mniejszymi wskaźnikami poziomu paliwa i temperatury płynu chłodzącego. Wzmocnione przednie fotele zapewniały pasażerom komfort podczas szybkich manewrów w zakrętach. Z tyłu umieszczono kanapę dla trzech pasażerów.