BMW on ollut mukana Formula 1:ssä kuljettajien maailmanmestaruuden alusta lähtien vuonna 1950. Yrityksen osallistuminen F1-toimintaan on ollut katkonaista mutta vaikutusvaltaista: aluksi 1950- ja 1960-luvuilla BMW teki ajoittaisia esiintymisiä ja teki autoja, jotka usein kilpailivat Formula 2 -sääntöjen mukaan. Näihin varhaisiin kausiin liittyivät sekä yksityistiimien käyttämät BMW-alustat että teknisiä kokeiluja, mutta menestys F1:n huipulla jäi tuolloin vähäisemmäksi.

1980-luku – turboaika ja M12/13-moottori

Merkittävin alkuperäinen läpimurto tapahtui 1980-luvulla, kun BMW:n M-divisioona kehitti tehokkaan BMW M12/13 -rivinelos-turbomoottorin. Tämä voimanlähde muutti BMW:n roolia: se toimi aktiivisesti moottoritoimittajana eri talleille ja toi kilpailukykyä etenkin Brabhamille. M12/13 tunnettiin erityisesti hurjasta tehontuotostaan lyhyissä tehovetokohtauksissa, mikä teki siitä yhden aikakauden tehokkaimmista turboistaan.

M12/13-moottorin myötä Nelson Piquet voitti vuoden 1983 maailmanmestaruuden ajaen Brabham-BMW:llä. BMW toimitti M12/13-moottoreita myös useille muille talleille, kuten ATS:lle, Arrows-, Benetton- ja Ligier-talleille, mikä laajensi merkin läsnäoloa F1-ruuduissa. Vuonna 1988 Brabham vetäytyi taloudellisista syistä, minkä seurauksena BMW lopetti moottoreiden virallisen tukemisen – jotkin tiimit, kuten Arrows, jatkoivat kuitenkin käyttämällä moottoria Megatron-brändin alla.

Kun Formula 1 kielsi turboahdetut moottorit vuodeksi 1989, M12/13:n aikakausi päättyi luonnollisesti sääntömuutoksen myötä. Turbojen kielto oli iso virstanpylväs sarjan historiassa ja merkitsi myös BMW:n pitkäaikaisen merkittävän läsnäolon loppua tuolloin.

Paluu 2000-luvulla – Williams-yhteistyö (2000–2005)

BMW palasi Formula 1:een vuonna 2000 tehdäkseen sopimuksen moottoreiden toimittamisesta ainoastaan Williams-tallille. BMW toimitti Williamsille uuden V10-tyyppisen moottorin, ja kumppanuus toi Williamsille kilpailukykyisiä paketteja alkukaudesta 2000 eteenpäin. Yhteistyö tuotti voittoja ja podium-sijoituksia: Williams-kuljettajina ajoivat tuolloin mm. Ralf Schumacher ja Juan Pablo Montoya, jotka saavuttivat tallille kilpailumenestystä eri vaiheissa.

Vaikka Williams-BMW -yhteistyö tuotti selkeitä onnistumisia, se päättyi kauden 2005 jälkeen. Syitä olivat sekä urheilulliset että strategiset näkökohdat: BMW halusi laajemman kontrollin kilpa-ajotoiminnastaan ja oman tallin kautta mahdollisuuden kehittää kokonaisvaltaisemmin autojen ja moottoreiden yhteensovittamista.

BMW Sauber (2006–2009) – oma talli ja suurin menestys 2008

Kauden 2005 jälkeen BMW osti sveitsiläisen Sauber-tallin, ja syntyi BMW Sauber -projekti, joka kesti vuodesta 2006 vuoteen 2009. Sauber oli aiemmin toiminut yksityistallina, ja BMW:n hankinta toi sille sekä lisää resursseja että insinööriosaamista. Investointien seurauksena talli nousi kilpailukykyisemmäksi ja pystyi taistelemaan säännöllisesti pisteistä ja paikoista kärkitaisteluissa.

Tallin merkittävin yksittäinen saavutus oli vuoden 2008 Robert Kubica'n voitto Kanadan Grand Prix'ssa, jossa Nick Heidfeld sijoittui toiseksi ja toi näin BMW Sauberille kaksinkertaisen palkintokorokesijoituksen. Tämä kilpailu merkitsi tallille sen ensimmäistä ja ainoaa voittoa F1:ssa BMW-aikana, ja se vahvisti tallin asemaa sarjassa.

Vetäytyminen ja perintö

Kauden 2009 jälkeen BMW vetäytyi Formula 1:stä ja myi tallin takaisin sen perustajalle Peter Sauberille. Vetäytymisen taustalla olivat sekä globaalin taloustilanteen paineet että erimielisyydet siitä, kuinka suuri pitkän aikavälin panostus F1:ään olisi strategisesti perusteltua BMW:n liiketoiminnalle. BMW:n kausien F1-historia jäi lyhyeksi mutta vaikutusvaltaiseksi: merkittäviä saavutuksia olivat sekä 1980-luvun turboajan tekniset läpimurrot että 2000-luvun motorisointi Williamsille ja myöhempi omistautuminen Sauberin kehittämiseen.

BMW:n perintö Formula 1:ssä näkyy erityisesti moottoriteknologiassa, kuljettajien uranmuodoissa (esim. Kubican nousu) ja siinä, miten autovalmistajat voivat vaikuttaa sarjan kehittymiseen niin moottori- kuin tallitasollakin.