Antros kartos M5 buvo gaminamas nuo 1988 iki 1995 metų iš pradžių su sedano kėbulu, o nuo 1992 metų ir pirmą kartą M serijos istorijoje su universalo kėbulu vadintu „LHD Touring“. Automobiliai buvo surenkami BMW M padalinyje „BMW M GmbH“ Garčinge kur automobilis buvo surenkamas rankomis. Viso šios serijos M5 buvo pagaminti 12.254 vienetų, o universalų pagaminta vos 891, tad šie automobiliai yra išties reti. Iš išorės M5 skirtumai palyginti su standartiniu E34 yra visiškai nedideli – kiek kitokie priekinis ir galinis buferis, slenksčiai bei šoniniai veidrodėliai. Viduje kiek sportiškesnis salonas – daugiausia dėka sportinių sėdynių. M5 variklis buvo 3.5 litro šešių cilindrų eilėje S38B36 motoras generuojantis 232 kW (315 AG) galią prie 6900 aps./min. ir 360 Nm sukimo momentą prie 4750 aps./min. Didelis automobilis nuo 0 iki 60 mylių per valandą (0-97 km/h) pagreitėja per 6,3 sekundės, o didžiausias greitis elektroniniu būdu ribojamas iki 250 kmh. 1991 metų pabaigoje buvo pradėtas montuoti S38B38variklis, kurio darbinis tūris buvo padidintas iki 3,8 litro, galia padidėjo iki 250 kW (340 AG), pagreitis nuo 0 iki 60 mylių per valandą (0-97 km/h) padidėjo iki gana solidžių 5,9 sekundės. 1992 metais BMW komanda dalyvavo “Bathurst 12 Hour” ištvermės lenktynėse užimdama puikią 2-ą vietą bendroje įskaitoje ir pirmą savo klasėje. Automobilį vairavo buvęs F1 čempionas Alanas Jonesas, Neville'as Crichtonas ir Tony Longhurstas.