Mit der Einführung des M5 (E39) wurde der aus der M62-Motorenreihe weiterentwickelte S62-5-Liter-V8-Motor vorgestellt.
Der dritte M5 wurde im Frühjahr 1998 auf dem Genfer Auto-Salon präsentiert und stand ab Ende desselben Jahres bei den Händlern. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger wurde dieser nur als Limousine angeboten, der Kombi existierte nur als Prototyp.
Um die Produktionskosten sowie den Produktionsaufwand zu senken, wurden die Unterschiede zwischen deutschen und nordamerikanischen Modellen des E39 M5 so gering wie möglich gehalten, sie sind äußerlich nur an den unterschiedlichen Blinkern zu erkennen. Weitere Unterschiede sind die Positionen der Abgaskatalysatoren sowie die vorderen Bremsscheiben, die bei den nordamerikanischen Modellen weniger hochwertig sind. Schiebedach und Lederausstattung gehörten bei den nordamerikanischen Fahrzeugen zur Serienausstattung, während bei deutschen Modellen das Schiebedach eine aufpreispflichtige Zusatzausstattung war. Jedoch wurden deutsche Fahrzeuge auch mit Alcantarainnenausstattung angeboten, die es für den nordamerikanischen Markt nicht gab.
Insgesamt 20.482 Fahrzeuge wurden in drei Baumustern hergestellt, 9992 für Nordamerika, 2595 Rechtslenker und 7895 Fahrzeuge für den deutschen und europäischen Markt. Die Rechtslenker wurden größtenteils im Vereinigten Königreich, Australien und Südafrika abgesetzt, während in Japan trotz des dort herrschenden Linksverkehrs Linkslenker angeboten wurden, da sie unter japanischen Fahrzeugenthusiasten als prestigeträchtiger galten. Die Höchstgeschwindigkeit ist elektronisch auf 250 km/h begrenzt, doch gab es außerhalb Deutschlands auch die Option, den M5 ohne Geschwindigkeitsbeschränkung zu bestellen. Die Höchstgeschwindigkeit soll 300 km/h betragen.
Im September 2000 erfuhr auch der M5 die optische Überarbeitung der E39-Baureihe, bevor die Produktion im Juli 2003 nach fünf Jahren eingestellt wurde. Der M5 E39 war bis zum Erscheinen des Nachfolgers 2005 das leistungsstärkste Modell aus der M-Modellpalette.
Technik
Angetrieben wird der E39 M5 von einem V8-Ottomotor ohne Aufladung mit vier obenliegenden Nockenwellen, deren Antrieb verstellbar ist (Doppel-VANOS). Er hat 5 Liter Hubraum und leistet maximal 294 kW bei 6600 min−1. Vom Motor wird die Leistung über ein mit der Hand zu schaltendes Getrag-Sechsganggetriebe auf die Hinterräder übertragen. Serienmäßig ist ein Hinterachsdifferenzial mit 25 % Sperrwirkung eingebaut.
Die Räder sind vorne an einer Doppelgelenk-Federbeinachse mit Aluminiumlenkern und Gasdruckstoßdämpfern aufgehängt, zusätzlich ist ein Stabilisator eingebaut. Die Hinterräder sind an einer schraubengefederten Mehrlenkerachse mit Stabilisator aufgehängt, ebenfalls mit Gasdruckstoßdämpfern. Gelenkt wird mit einer Kugelumlauflenkung des Zulieferers ZF mit geschwindigkeitsabhängiger Servowirkung. Der Wagen hat ein hydraulisches Zweikreisbremssystem mit Antiblockiersystem, an allen Rädern sind innenbelüftete Scheibenbremsen eingebaut, die einen Durchmesser von 345 mm (vorne) bzw. 328 mm (hinten) haben. Auf die Felgen sind Reifen der Dimension 245/40 R18 bzw. 275/35 R18 aufgezogen.