宝马全新5系采用了宝马最新的家族化设计元素，相比现款车型，整体线条运用更突出力量感。新车前脸标志性的双肾型进气格栅设计更加立体，高配车型的开眼角式的前大灯组预计将会采用激光大灯。此外，全新一代5系或将配备LED光源的前雾灯组。
宝马全新5系的车身侧面前翼子板通过门把手延伸至尾灯的腰线设计以及前翼子板下部的银色装饰设计，都延续了全新7系的设计元素。而尾部方面，全新5系的尾灯面积更大，经过重新设计的"双L"型示廓灯在点亮后辨识度很高。此次曝光的图片为全新540i，该车采用了双边共两出式排气。
内饰方面，全新一代5系整体设计风格与7系很接近。例如略微偏向驾驶员一侧的中控台、悬浮式的大尺寸液晶屏幕以及新样式的方向盘等。在材质上，全新一代5系的内饰使用了包括高光木纹以及铝合金饰板等。不过全新一代5系在科技配置上的提升比较明显，包括全新的iDrive系统、手势控制、遥控泊车、远程3D视角、平视显示系统以及带有行人监测的夜视系统等都将会出现在新车上。
全新一代5系基于宝马CLAR平台打造并使用了更多的轻量化材料，因此新车整备质量降低了100公斤左右。动力方面，根据报道，新一代宝马5系将会有四缸、六缸以及八缸汽/柴油发动机可供选择，同时有望推出插电式混动车型。性能更强的宝马M5则有望搭载4.4L V8双涡轮增压发动机，最大功率635马力（467kW）。