O notável comportamento dinâmico logo levou os clientes a pedir mais potência para que fosse mais bem desfrutado. Já no ano seguinte aparecia o 525, com motor de seis cilindros em linha, 2,5 litros e 145 cv, seguido após dois anos pelo 528, que extraía 165 cv do seis-cilindros de 2,8 litros. Ambos os motores, ainda com carburadores, eram os mesmos da linha 2500/2800 de carros maiores. Também em 1973 a produção, iniciada em Munique, era transferida para a nova fábrica de Dingolfing, também na Alemanha.
Os aviões, primeira atividade da marca bávara, sempre foram associados -- com justiça -- a seus sedãs de alto desempenho e conforto

Em 1974 o mercado europeu recebia o 518, com modestos 90 cv, uma opção para poupar combustível naqueles tempos de petróleo caro e escasso. Enquanto isso, o Série 5 estreava nos Estados Unidos com um motor ainda maior, o 3,0-litros a injeção do 530i, de forma a atender às rígidas normas de emissões poluentes introduzidas naquele ano sem penalizar o desempenho.

Algumas modificações de estilo eram introduzidas em 1977, mesmo ano do lançamento do Série 7 (leia história). A absorção de ruídos e a ventilação eram aprimoradas e surgiam itens como teto solar, freios dianteiros a disco ventilado e controle elétrico dos retrovisores (o dos vidros era de série, assim como ar-condicionado e direção assistida). O 520 recebia um seis-cilindros de 2,0 litros com bloco mais compacto (linha M20, em vez da M30 dos maiores). Com dois carburadores, entregava 122 cv.
Nos EUA o Série 5 usava um 3,0-litros com injeção, mais potente que os motores da Europa, de modo a compensar os dispositivos antipoluição

O 528i, com injeção mecânica Bosch L-Jetronic, oferecia 177 cv, aumentados a 184 no ano seguinte, sendo o primeiro Série 5 a romper a barreira dos 200 km/h. Nos EUA, a publicidade anunciava a BMW como "o fabricante que se recusou a ser legislado para a mediocridade", em alusão à busca de desempenho enquanto muitas marcas lançavam modelos de potência sofrível, incapazes de atender de outra forma à legislação de emissões.

O primeiro sedã Motorsport   A divisão esportiva BMW Motorsport GmbH, fundada em 1972 e que vinha elaborando preparações no Série 5 conforme o pedido dos clientes, fazia em 1979 a estréia de sua primeira versão de linha no segmento de sedãs: o M 535i, um Série 5 com o mesmo motor de seis cilindros e 3,5 litros que estava surgindo no supercarro M1 (leia história), só que com duas válvulas por cilindro, potência de 218 cv e torque de 31,5 m.kgf. Com câmbio manual de cinco marchas, esse precursor do lendário M5 atingia 225 km/h. Continua
Como obras de arte
Inaugurada em 1975 com um cupê 3.0 CSL, a Art Car Collection da BMW reúne 15 modelos da marca com pinturas especiais, criadas por artistas. Dois deles são da Série 5.

Em 1990 Matazo Kayama elaborou um 535i da geração E34 (foto superior), utilizando técnicas japonesas conhecidas como Kirigane e Arare. No ano seguinte foi a vez da sul-africana Esther Mahlangu, que decorou um 525i da mesma geração (embaixo) com motivos tribais.

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