Neben den Limousinen wurden auch wenige Cabriolets und Coupés hergestellt. Der Typ 501 war der erste BMW-Pkw aus München, alle vorherigen wurden in Eisenach hergestellt.

 

Zu dem ersten Modell BMW 501 mit Sechszylinder-Reihenmotor und 2 Litern Hubraum kam 1954 der BMW 502 hinzu, der von dem ersten nach dem Zweiten Weltkrieg in Deutschland neu konstruierten Achtzylindermotor angetrieben wurde. Der V8-Motor von 1954 hatte einen Hubraum von 2,6 Liter. Diese Ausführung wurde 1955 durch eine 3,2-Liter-Version für den BMW 502 ergänzt. Die Leistung betrug 120 PS und wurde 1957 auf 140 PS angehoben. Eine weitere Leistungssteigerung auf 160 PS erfuhr der 3,2-Liter-V8 1961 im BMW 3200 S. Alle Fahrzeuge hatten Hinterradantrieb und ein vollsynchronisiertes Vierganggetriebe mit Lenkradschaltung, ab Februar 1963 Knüppelschaltung.

 

Antrieb und Fahrwerk des BMW 502 bzw. 3200 S wurden auch für den BMW 503, den BMW 507 und den BMW 3200 CS („Bertone“) verwendet.