Den allra första 5-serien presenterades i september 1972. De första modellerna som började säljas var 520, respektive 520i, varav den senare hade en direktinsprutad motor på 130 hk. 520 med förgasare nöjde sig med 115 hk. Detta var ganska respektabla siffror för en familjebil vid denna tiden, men problemet låg inte där.

BMW hade alltid varit kända för sina raka sexcylindriga motorer, men 520:n hade bara en 4-cylindrig. Motorn var en av BMW:s trotjänare, den så kallade M10 som hade hängt med i många år och fått ett bra rykte avseende driftsäkerhet och tillförlitlighet.

Men fyra cylindrar var allt lite för lite i denna övre mellanklass. Man löste problemet 1973 när man presenterade 525i. Denna hade en sexcylindrig motor på 2.5 liter och 145 hk. 1974 kom en snikvariant, som bara såldes i Sverige och Japan och därför är ganska okänd.

Den hette 518 respektive 518i, den sistnämnda som vanligt med insprutning. 518 hade en 1.8 liters motor på 90 hk, medan 518i hade samma 2 liter motor med insprutning som 520i. Skillnaden mot 520i var att 518i hade mindre utrustning och ett enklare utförande överlag, vilket gjorde att priset blev lägre.

Samma år kom även 530i med en stor sexcylindrig motor ut på marknaden som en top of the line-modell. 1974 började även den klassiska modellen 528 att säljas. Detta var egentligen samma modell som 530i, men med något mindre cylindervolym, och dessutom saknades bränsleinsprutning. Effekten var 165 hk.

1976 gjordes en mindre ansiktslyftning. Man ändrade grillens utseende, och bakljusen gjordes lite större för att få ett modernare utseende. I samma veva så försvann både 520 och 520i med sina 4-cylindriga motorer till förmån för en 6-cylindrig 520i som hade en helt ny motor på 122 hk. 528 försvann, och istället kom 528i med insprutning och en effekt på 184 hk. Samma år försvann också 530i. 1980 var sista årsmodellen för E12. Året där efter skulle en ny, dock mycket lik den förra, 5-serie komma att ta över.