Впервые BMW M5 E34 с двигателем 3.6 литров была показана в сентябре 1988 года на Франкфуртском автосалоне, а 3.8 литровая версия была представлена в 1991 году, тогда же, когда и версия Touring. Все М5 E34 собирались в маленьком городке Гархинге, пригороде Мюнхена. Версию для ЮАР собирали на месте (то есть в самом ЮАР) на маленькой фабрике в Росслине из кит-комплектов, поставлявшихся из Германии. От обычной BMW 5-series E34 M5 E34 внешне отличалась иным передним бампером, боковыми аэродинамическими «юбками», задним аэродинамическим диффузором, раздвоенной выхлопной трубой, иными зеркалами заднего вида (появились только с 1993 года на NA-spec) и колёсными дисками. Версии NA-spec (версии для США) отличались дополнительными поворотниками на передних крыльях. Салон М5 E34 отличался более дорогой кожей, иной приборной панелью, иным рулём. На выбор покупателя предлагалось 2 руля — M-Technic Steering Wheel и M-Technic II Steering Wheel (устанавливался на NA-spec, но за доплату). Первая версия NA-spec отличалась наличием климат — контроля, и светло-серой кожей. Вторая версия отличалась сближенным передаточным отношением с 3.91:1 до 3.73:1 для лучшей экономии топлива, 3-х позиционной памяти водительского кресла и уникальным цветом Calypso Red Metallic в качестве опции. Третья версия отличалась оригинальными боковыми зеркалами, отсутствием хрома (Shadowline), пакетом Nurburgring и уникальными цветами Lagoon Green Metallic и Avus Blue Metallic. Первые машины имели двигатель S38 B36 (3,535 см³). Двигатель S38 B36 имел мощность 315л.с. при 6900 об/мин и тягу 371 Нм при 4750 об /мин. Начиная с 1991 года, на все машины ставили двигатели S38 B38 (3,795 см³). Такие же двигатели устанавливали и на М5 Touring. Двигатель S38 B38 отличался от S38 B36 увеличенным объёмом, увеличенной степенью сжатия с 10:1 до 10.5:1, перенастроенной системой фаз газораспределения, новой системой впрыска Bosch Monotonic 3.3, что в общем дало прибавку в мощности до 340л.с. и тяги до 412Нм. До 1994 года на машины устанавливались МКПП-5 Getrag 280/5 со следующими отношениями: 3.51 (1), 2.08 (2), 1.35 (3), 1.00 (4), 0.81 (5) и главным передаточным отношением 3.91:1. С мая 1994-го года устанавливались МКПП-6 Getrag Type-D со следующими отношениями: 4.23 (1), 2.52 (2), 1.66 (3), 1.22 (4), 1.00 (5), 0.83 (6) и главным передаточным отношением 3.23:1. На всех М5 е34 стоял дифференциал с максимальным коэффициентом трения 25 %. Версии с двигателем S38 B36 оснащались колёсными дисками M System I, версии с двигателем S38 B38 — дисками M System II.Колёса с дисками M System I имели размерность 235/45ZR17, а с дисками M System II — 255/40ZR17. Все М5 E34, построенные после мая 1994 года (Final Evolution) имели колёса с дисками M Parallel Spoke размерностью 245/45ZR17. Было 7 специальных версий М5 E34: «Cecotto» Edition, «Winkelhok» Edition, «Naghi Motors» Edition, «20 Jahre» Edition, UK Limited Edition, М5 Touring «Elekta» Edition и Final Evolution.