1916년 프란츠 요세프 포프가 독일 공군에 엔진을 납품하던 업체인 Rapp Motoren Werke GmbH 인수하였고 1917년에 Bayerische Motoren Werke로 사명을 변경했으며 현재도 사용되고 있는 BMW 트레이드마크를 등록하였다. 이때부터 약자로 BMW로 불리게 되었다. 1918년 독일이 1차대전에서 패전하고 베르사이유 조약에 따라 항공기 엔진 생산을 금지당한 BMW는 1923년부터 모터사이클을 제조하기 시작했고 1928년 Austin Motor의 Austin7을 베이스로 한 Dixi 자동차를 생산하며 사업영역을 확장하였다.
1932년 BMW는 Austin Motor과 제휴를 해지하고 자체 디자인 차량을 개발하기 시작했으며 다음해인 1933년에 BMW 303 모델을 출시하였다. BMW 303 모델에는 지금도 BMW를 대표하는 ‘프로펠러 엠블럼’과 ‘키드니 그릴’이 처음으로 적용되었다. 2차 세계대전 이후 연합국에 의해 3년간 생산 금지 명령을 받았으며, 피폐해진 독일 경제, 높은 자동차 가격으로 1959년 파산위기에 빠지기도 했다. 인수합병의 위기에서 BMW의 주주 중 한 사람이었던 헤르베르트 콴트의 주식매입으로 독립회사로 존속할 수 있었다.
1960년대 중형시장으로 진출하여 BMW 1500, BMW 1800 모델의 큰 성공을 거두었다. 이후 프리미엄 라인인 BMW 2000C, BMW 2000CS과 저가 모델인 BMW 1600-2를 출시하여 연이은 성공을 기록하였다. 1972년 등장한 BMW 520은 지금까지도 이어지고 있는 BMW 5시리즈의 모태가 되었다. 1974년 석유파동 이후 연료 효율성을 강조한 BMW 3시리즈를 출시하였고, 1977년 벤츠의 S클래스에 대항 모델인 7시리즈를 출시하였다. 1980년대부터 1990년대까지 꾸준한 연구개발을 통해 세대교체를 진행했다. 1994년 MiNI, Rand-Rover, Jaguar 등의 브랜드를 보유한 Rover Group을, 1998년에는 Rolls-Royce를 인수한 후, 2000년 Rand-Rover를 포드사에, MINI를 제외한 나머지 Rover Group을 피닉스 컨소시엄에 매각하여 지금의 브랜드 라인업(BMW, MINI, Rolls-Royce)을 갖추었다.
현재, Mercedes-Benz, Audi와 함께 독일의 3대 자동차 브랜드로 통한다. BMW의 로고는 초대 사장인 요세프 포프가 디자인 한 것으로 로고의 유래에 대하여 두 가지의 설이 있다. 첫째는 회전하는 비행기 프로펠러에서 유래되었다는 설이고, 둘째는 바이에른 주 정부의 깃발 컬러에서 따왔다는 설이다.
