C'est le traité de Versailles qui a changé le visage de BMW. Jusqu'à la fin de la Première Guerre mondiale, BMW était un fabricant de moteurs d'avions. Son célèbre insigne circulaire bleu et blanc, dont on dit qu'il représente des hélices d'avion en mouvement, étant un rappel du passé de l'entreprise. Le fait que le logo dérive en fait des couleurs du drapeau de la Bavière, et ait été utilisé pendant 12 bonnes années avant que BMW ne commence à construire des moteurs d'avion, n'a rien fait pour interférer avec le mythe populaire. Lorsque l'armée de l'air allemande a été dissoute et interdite après la guerre, BMW a dû se tourner ailleurs pour mettre du pain sur la table. Après avoir brièvement flirté avec le fabricant de machines agricoles et même de mobilier de bureau, ils se lancent dans la construction de motos. A cette époque, le concepteur en chef était un homme nommé Max Friz, qui était responsable des célèbres moteurs Boxer, dont le premier était basé sur un design britannique Douglas. En 1923, le R32 est né, qui allait devenir la base de les futurs Boxer propulsés par BMW. Cette moto utilisait le système d'entraînement par arbre qui équiperait toutes les motos BMW jusqu'en 1994. Les motos BMW devaient s'avérer inestimables en Afrique du Nord pendant la Seconde Guerre mondiale. N'ayant pas de chaîne qui pourrait se boucher avec du sable, elles ont eu un tel succès que Harley-Davidson ont été demandés par l'armée américaine de copier la machine, ce qu'ils ont dûment fait et produit la Harley-Davidson XA. Avec la machine de guerre allemande insatiable pour les motos, l'entreprise a prospéré pendant les années de guerre, mais à mesure que la fortune de l'Allemagne déclinait, celle de BMW aussi. Son usine de Munich a été rasée par les bombardements et après la guerre, les Russes ont démantelé l'usine d'Eisenach et l'ont réassemblée à Irbit. Non seulement cela, mais la crème de leurs ingénieurs a été emmenée en Russie ou aux États-Unis pour travailler sur la recherche de moteurs à réaction. Comme la restriction sur la production de motos a été assouplie, BMW a dû revenir à l'essentiel. Aucun des anciens plans n'avait survécu, de sorte que les ingénieurs ont été contraints d'utiliser des motos d'avant-guerre comme modèle pour leurs nouvelles machines. Le vélo qui est sorti de la chaîne de production était le R24, qui n'avait d'ailleurs pas de suspension arrière. Cette machine de 594 cm3 deviendra une sorte de pièce de collection puisque moins de 1 500 exemplaires seront produits. Les années 1950 ont vu une baisse de la demande de motos. Cette période a vu une réduction de la production de 30 000 unités à moins de 6 000 en 1957. À la fin des années 50, la grande majorité des motos BMW étaient exportées vers les États-Unis, Butler and Smith inc. détenant les droits de distribution exclusifs, mais bien que les ventes américaines soient fortes, l'entreprise avait du mal à survivre. Avec l'aide financière d'Herbert Quandt et de la division automobile en plein essor, BMW a réussi, et en 1959, consolidant sa réputation américaine, John Prenton a conduit une BMW R69 de New York à Los Angeles en 53 heures et 11 minutes, et ce faisant, rasé plus de 22 heures sur le record existant. Le R27, le dernier des modèles monocylindres a été introduit en 1967.
Les temps changeaient et le public exigeait des machines différentes, et donc les BMW ont été construites, non pas avec des sidecars à l'esprit, mais avec des performances sportives. En 1970, la société a présenté une gamme de motos entièrement remaniée; le R50/5, le R60/5 et le R75/5. En 1974, le modèle 500cc a été retiré du catalogue et remplacé par un vélo 900cc. En 1975, la R90S a été introduite et a rapidement remporté le titre de meilleure moto « Supersports » de son époque. 1977 a vu l'arrivée des premières motos à moteur d'un litre de BMW.
Cette année a également accueilli le premier "Full Fairing" sur une machine BMW. En 1978, la R100T a été lancée sur le ring pour concurrencer la Goldwing de Honda. 1986 a apporté le premier pare-brise à réglage électrique au monde sur le K100LT, qui semblait au début un peu excentrique, mais est maintenant utilisé sur divers modèles BMW et a en fait été copié par Honda, Yamaha et Kawasaki. C'est BMW qui, en 1988, a introduit l'ABS dans le monde de la moto lorsqu'il est devenu la norme sur tous ses modèles K, le R1100S l'a acquis en 1993. Il est maintenant installé sur presque tous les vélos à transmission par arbre de l'entreprise. Malgré la quasi-disparition de l'entreprise après la Seconde Guerre mondiale, l'entreprise est devenue incontestablement l'un des meilleurs fabricants de motos au monde.
