La marca BMW ha estado involucrada en Fórmula 1 en varios papeles desde la inauguración del Campeonato Mundial de Pilotos de Fórmula 1 en 1950. La compañía entró en carreras ocasionales en los años 50 y 60 (frecuentemente bajo regulaciones de la Fórmula 2), antes de construir el motor turbocargado de cuatro cilindros en línea BMW M12/13 en los 80. Esta unidad de potencia fue el resultado del acuerdo entre BMW y Brabham que resultó en que los chasis de la escudería Brabham fueran impulsados por los motores de BMW desde 1982 hasta 1987, un periodo en el que Nelson Piquet ganó el campeonato de manejando el Brabham BT52-BMW. Los motores BMW también se abastecieron a los equipos de ATS, Arrows, Benetton y Ligier durante este periodo, con distintos resultados. En 1988, Brabham se retiró temporalmente del deporte y BMW también retiró su apoyo oficial de los motores, los cuales seguían siendo utilizados por el equipo Arrows bajo la marca de Megatron. Los motores turbocargados fueron prohibidos por las regulaciones técnicas de la Fórmula 1 para la temporada de , lo que dejó obsoleto al motor M12/13.
BMW decidió regresar a la Fórmula 1 en la última parte de la década de los noventa, al firmar un contrato exclusivo con el equipo Williams, el cual necesitaba un proveedor a largo plazo después de la retirada de Renault en . El programa resultó en la creación de un nuevo motor V10 que realizó su debut en el deporte en el FW22 de Williams en el 2000. El siguiente año la sociedad subió de estar en la media tabla de la competencia a competir por victorias en los grandes premios, pero el campeonato no pudo lograrse debido al dominio de Michael Schumacher y Scuderia Ferrari en la primera mitad de los años 2000. Para , la relación entre BMW y Williams se había deteriorado y BMW escogió emprender y comprar al equipo rival Sauber.
El proyecto BMW Sauber duró desde 2006 hasta 2009, y resultó en un incremento sustancial en la competitividad del equipo. En el primer año consiguieron dos podios y consecuentemente lograron un sólido tercer lugar en el campeonato de constructores en 2007 (que posteriormente se convirtió en segundo lugar, pues McLaren fue descalificado). En 2008, Robert Kubica consiguió la única victoria del equipo, el Gran Premio de Canadá de 2008, y llegó a liderar el campeonato de conductores, pero el equipo escogió concentrarse en el desarrollo de su monoplaza de 2009 y cayó en la tabla de posiciones al terminar la temporada. La temporada de 2009 fue una decepción ya que el chasis F1.09 resultó ser incompetitivo. Debido a la recesión global y a la frustración de la compañía por las limitaciones de las regulaciones técnicas contemporáneas que pedían que se desarrollaran tecnologías relevantes para autos de producción, BMW escogió retirarse del deporte, por lo que vendió el equipo a su fundador, Peter Sauber.
Años 50 y 60
miniaturadeimagen|Gerhard Mitter murió como resultado de impactar su BMW 269 Fórmula 2 durante la práctica del Gran Premio de Alemania.
En los grandes premios de Alemania de 1952 y 1953, los primeros años de la posguerra, corrieron autos privados de BMW basados en el chasis de los autos BMW 328 de antes de la guerra. Autos derivados de autos BMW también fueron ingresados a carreras ocasionales de 1951 a por las compañías Falkenhausen Motorenbau (AFM) y Veritas. Estas participaciones se dieron durante este periodo porque el campeonato se llevaba a cabo con regulaciones de Fórmula 2, permitiendo a autos de BMW formar parte de los eventos. Entre los autos BMW 328 modificados, destaca el "Heck" (término alemán que significa "parte trasera" o "cola"), con motor en la parte trasera del automóvil, una característica de diseño que se convirtió en un estándar en la Fórmula 1 a principios de los años 60 después del éxito logrado por el equipo Cooper.
En la década de los 60, el Gran Premio de Alemania se llevaba a cabo concurrentemente con una carrera de la fórmula dos en el mismo circuito, lo que permitió participar a autos BMW de la F2. En 1967, BMW ingresó a Hubert Hahne en un chasis Lola F2 motorizado con una versión engrandecida del motor de BMW que significaba que se ajustaba a las regulaciones de la Fórmula 1, mientras que David Hobbs ingresó con un Lola en la misma combinación pero con un motor BMW más pequeño. Para la carrera de 1968, Hahne regresó utilizando su combinación de 1967 y quedó en décimo lugar, el mejor resultado para BMW hasta ese punto en la historia de la Fórmula 1. Para el Gran Premio de Alemania de 1969, BMW ingresó tres de sus propios chasis 269 F2, para el trío de Hahne, Gerhard Mitter y Dieter Quester, pero Mitter resultó fatalmente herido en un incidente de práctica y el resto del equipo se retiró de la carrera.
Etapa como motorista
Brabham, ATS, Arrows, Benetton y Ligier (1982-1988) miniaturadeimagen|Bernie Ecclestone, el director del equipo Brabham, firmó un contrato con BMW por la provisión de motores M12/13 en 1980.
Después del inicio en 1977 del proyecto de motores turbocargados Renault en Fórmula 1 y su éxito posterior debido a este tipo de motores, BMW decidió desarrollar su propio motor turbocargado y lo anunció en una emisión para los medios de comunicación en abril de 1980. El motor se basó en la unidad M10, un motor atmosférico de cuatro cilindros y 1.5 litros que fue diseñado originalmente en los últimos años de la década de 1950. Su derivado del automovilismo, el M12, también había sido utilizado en el deporte por lo que ganó algunas carreras de la fórmula dos y de otras categorías. En 1979 y 1980, BMW proporcionó una flota de autos idénticos M1 y de conductores profesionales para correr en el campeonato Procar M1 de BMW, las rondas fueron llevadas a cabo durante los fines de semana de los grandes premios, lo cual fortaleció los vínculos de la marca con el deporte. Al mismo tiempo, Jochen Neerpasch, supervisó el desarrollo que llevó a cabo Paul Rosche de un prototipo de un motor turbo de 1.4 litros, que pronto desarrolló 600bhp a una presión de 2.8 bares. Estaba equipado con un turbocargador Kühnle, Kopp & Kausch (KKK) y electrónicos de Bosch que incluían la inyección de combustible. Esta unidad de potencia conformó la base del diseño del M12/13, el motor que BMW terminó por suministrar a cinco equipos desde 1982 a 1988.
Se tuvieron discusiones iniciales con el doble campeón del mundo Niki Lauda y McLaren sobre el tema de tener una campaña en 1980, pero la mesa directiva de BMW negó la petición de Neerpasch para el proyecto. Neerpasch dejó su cargo para unirse a la marca Talbot, que también estaba planeando su entrada a la Fórmula 1, en este caso, con el equipo de Ligier. Neerspasch había arreglado la venta del motor M12/13 de Rosche a Talbot, pero el sucesor de Rosche y Neerpasch, Dieter Stappert, objetó exitosamente a la mesa directiva que tal emprendimiento merecía un compromiso completo, particularmente por el hecho de que el M12/13 se derivó de un auto de producción lo que significaba que el éxito potencial podría ser extremadamente valioso para BMW desde un punto de vista de marketing y ventas. Entonces BMW negoció un suministro exclusivo de motores M12/13 al equipo Brabham.
Las pruebas del M12/13 se llevaron a cabo a fines de 1980 con el chasis BT49 de Brabham modificado para contener el motor. El diseñador del equipo, Gordon Murray, diseñó un nuevo auto, el BT50 para el motor, pero no pudo ser completado hasta durante la temporada de . El BT50 tenía una distancia entre ejes más larga y un tanque de combustible más grande que el BT49 para cumplir con los requerimientos del motor turbo más poderoso y fue uno de los primeros monoplazas de la Fórmula 1 que tenía telemetría a bordo para monitorear la inyección de combustible del motor. El primer conductor del equipo, Nelson Piquet, probó el BT50 a lo largo de 1981, pero el auto resultó ser crónicamente inconfiable hasta que Bosch introdujo un sistema electrónico de administración al final del año que mejoró la situación inmediatamente. El BT50 hizo una sola aparición en un fin de semana de carrera en el Gran Premio de Gran Bretaña de 1981, donde Piquet fijó un tiempo de calificación 0.7 segundos más lento que su esfuerzo en el BT49 potenciado por el motor Cosworth DFV. El BT50 se manejaba deficientemente pero tenía una velocidad de 192 millas por hora (308.99km/h) al pasar por el sensor de velocidad, unas 15 millas por hora (24.12 km/h) más rápido que el BT49. Mientras tanto, Brabham ganó el campeonato de conductores con Piquet, que manejó el BT49 durante la temporada.
Brabham comenzó la temporada de 1982 con dos chasis BT50 motorizadospor BMW en el Gran Premio de Sudáfrica, donde Piquet y Patrese calificaron segundo y cuarto respectivamente, pero se retiraron temprano en la carrera. El director del equipo Bernie Ecclestone estaba bajo presión del patrocinador del equipo, Parmalat, para defender el campeonato de Piquet, y optó por correr con chasis BT49 motorizados por Cosworth en el Gran Premio de Brasil, el cual ganó Piquet, sin embargo, posteriormente fue descalificado por eludir el límite mínimo de peso por correr con "frenos enfriados hidráulicamente". Ambos pilotos también corrieron el BT49 en el Gran Premio de Long Beach, y el equipo boicoteó el Gran Premio de San Marino como parte de la guerra FISA-FOCA que se encontraba en marcha. Para la siguiente carrera, el Gran Premio de Bélgica, Piquet y Patrese retornaron al BT50, pero Piquet terminó tres vueltas por detrás del ganador y Patrese se retiró del evento. Como la relación entre Brabham, BMW y Parmalat se veía afectada, Ecclestone se vio forzado a transigir, teniendo a Piquet continuando con el desarrollo del BT50 mientras que Patrese corría con el chasis de Cosworth. En el Gran Premio de Mónaco, Patrese ganó, mientras que Piquet fue más de dos segundos más lento en la calificación y se retiró de la carrera. El punto más bajo de BMW en la Fórmula 1 sucedió en el Gran Premio de Detroit, donde problemas de confiabilidad con el motor no permitieron que Piquet calificara.
miniaturadeimagen|La asociación entre BMW y Brabham duró desde 1981 hasta 1987. Este es Nelson Piquet manejando el Brabham BT54 impulsado por motor BMW en el Gran Premio de Alemania de 1985.
La suerte de BMW mejoró de pronto, sin embargo, en la siguiente carrera en Canadá, donde las condiciones climatológicas frías favorecían a los motores turbocargados y le permitieron a Piquet adelantarse a Patrese (que seguía en el BT49), para darle a BMW su primera victoria de la Fórmula 1. Por el resto de la temporada, ambos conductores corrieron con el BT50 y utilizaron la estrategia radical de Murray de hacer una parada en los pits para cargar combustible a mitad de la carrera para correr liderando en numerosas ocasiones. Aunque el auto seguía siendo desconfiable, restringiendo a Piquet y Patrese a terminar una carrera solo cuatro ocasiones antes del fin de la temporada. La competitivdad del motor de BMW se demostró por el hecho de que Piquet se retiró en la punta de los grandes premios de Gran Bretaña, Francia y Alemania; mientras Patrese, simirlamente, se retiró de la punta del Gran Premio de Austria. Patrese también le concedió a BMW su primera vuelta rápida en el Gran Premio de Francia, mientras que Piquet se llevó su única pole position en el Gran Premio de Austria.
En , la confiabilidad mejorada del motor de BMW en el nuevo BT52 le permitió a Piquet llevarse el campeonato de conductores, después de haber vencido a Alain Prost (Renault) en la tabla de posiciones. Brabham también había terminado tercero en el campeonato de constructores, ya que la falta de consistencia de Patrese en el segundo auto, no le permitió al equipo llevarse este título. Piquet ganó tres carreras y Patrese ganó el final de la temporada. BMW también comenzó a proveer motores al equipo alemán ATS esta temporada, pero su único conductor Manfred Winkelhock no pudo puntuar.