ボディサイズがさらに拡大し、後席の居住性が改善された。エクステリアデザインは、BMWのデザイナー・永島譲司。フロントグリルのデザインにより、4気筒車と6気筒車の判別が可能（4気筒の縦バーはブラック・6気筒の縦バーがクロームメッキ）である。日本向けセダンの大半は、南アフリカ・ロスリンで製造される。E90はセダン、E91はツーリング（ワゴン）、E92はクーペ、E93はカブリオレのモデルコードである。第4世代の320は6気筒であったが、第5世代の320は4気筒の設定となっている。サスペンションは、第5世代（2005年-）E90/E91/E92/E93以降から、フロントは ダブルリンクのロアアームを持つストラットタイプに移行し、リヤは、E36およびE46のセントラルアームから、BMW初代1シリーズやE39およびE60の5シリーズにも採用された、インテグラルアーム式（5リンク）となった。