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第三代5系在1988年亮相于底特律车展，这是BMW第一次在美国车展上发布新车型，这也显示出BMW对北美市场的重视。

这次换代，E34与之前发布的E32 7系非常相似，在英国，称这代5系为“7系之子”。E34比E28明显要大一些，长度增加了100mm，宽度增加了51mm；随之车身比例也有一些变化，轴距增加了136mm；车身也降低了3mm。车身宽度增加、高度降低可保证车更加稳定，而且E34的流线造型再一次得到优化，风阻系数降低为0.30-0.32.。

而这代E34 5系本身也创造了多个第一次：

在研发中首次应用了计算机辅助设计

标志性的双肾格栅首次与车身合二为一

首次使用带有透镜的大灯

首次为5系提供了旅行版本

5系四驱版本使用了首套电子分配控制系统

E34的内饰部分得到了明显的改进，空间得到进一步提升，并且变得更加豪华。同样，也有很多E32 7系上的配置被应用在了这一代5系上，比如可调方向盘、自动空调等。后排增加了三点式安全带。

在1988年发布的E34里共包含5款车型：520i，524TD,525i，530i和535i。他们全部采用了6缸发动机。5款车型中动力最低的是524td，输出功率为115bhp。但是得益于BMW率先引进的博世的DDE（柴油数位监理系统），524td的扭矩要更高。

1992年，宝马破天荒地在7系中使用了代号为M60的4.0升V8发动机，随后也应用在了5系上，车型为540i。这让对V8情有独钟的美国人非常欣喜。