На Женевском авто выставке в 1954 году представлена была более комфортабельная новая модель BMW 501 – 502,авто имело 2,6 л. мотор V8 с мощностью 100 лошадиных сил. Помимо 8-и цилиндрового мотора с блоком цилиндров, который был из легких сплавов (практически первая разработка в фирме), Но также 502 получила противотуманные фары, а кузов был украшен хромом. Уже в 1955г. появилась модификация с мотором объемом в 3.2л. и мощностью 120 лошадиных сил, мощность это мотора в 1957 г. повысили до 140 лошадиных сил.
В 1958г. было изменено название авто, 502 получила индекс исходя из объема мотора, так модель BMW 502 2.6 начала называться просто – 2.6, а вот 502 3.2 – 3.2. К 1961 был модифицирован индекс, прибавили 00: 2.6 теперь стал называться – 2600, 3.2 – 3200. А с 1959г. на BMW 502 впервые в Германии стали устанавливать дисковые тормоза. 502 выпускались десять лет, вплоть до 1964 года. Авто производились с кузовом седана, а вот фирмы Baur и Autenrieth на этой основе выпускали кабриолеты.