13 сентября 1972 года в Мюнхене BMW показала седаны новой, 5-й серии, получившей индекс Е12. Именно с этого момента было введено деление на серии и новая система обозначений, состоящая из трех цифр. Первой цифрой кодировалась серия, а двумя другими – объем двигателя. Следующая за цифрами буква обозначала тип двигателя.
Первыми моделями 5-й серии стали 520 и 520i. На них устанавливался двигатель М10 (на BMW 520 в карбюраторном, на 520i – в инжекторном варианте). Дизайн автомобилей разрабатывали Марчелло Гандини и Поль Брак. Серия Е12, по замыслу, должна была составить конкуренцию Мерседесам в кузове W114 (интересно, что его дизайн в свое время разрабатывал тоже Поль Брак). Расчет BMW полностью оправдался: отличная динамика, привлекательный внешний вид, высокое качество быстро завоевали спрос покупателей. В 1973 году появились модели с шестицилиндровыми 2,5 и 3-литровыми моторами. Постоянно обновляясь, серия Е12 продержалась в производстве до 1981 года. Всего было выпущено почти 700 тысяч автомобилей.