Tätä mallia on valmistettu vuodesta 2002 alkaen. Tätä nykyä saatavilla on kaksi BMW Z4 -sukupolvea ja kaksi korityyppiä, roadster ja coupe. Ensimmäisen sukupolven autojen tuotannon tapahtui Griressä (Etelä-Carolina, USA), toisen sukupolven Regensburgissa (Saksa). Täydellisen tyylikkään muotoilun ja erinomaisten ajo-ominaisuuksiensa ansiosta auto saavutti nopeasti tunnustusta maailmalla. Pekingistä löytyy kivinen patsas, joka esittää tarkasti BMW Z4-mallia.

Ensimmäisen sukupolven autojen valmistus alkoi vuonna 2002 ja jatkui vuoteen 2005. Auton urheilullisen muotoilun kehitti Dane Anders Warming. Auton ulkoasulle ominainen piirre on kromireunuksella varustettu jäähdyttimen kaksoisritilä. Roadsterin muotoilun ainutlaatuisuuden luovat koverien ja kuperien pintojen luoma valojen leikki. Vakiopakettiin sisältyi mekaanisesti toimiva kangaskatto. Laajennetussa BMW Z4 E85 -täyspaketissa auton kattomekanismi varustettiin sähkömoottorilla pehmeän käytön varmistamiseksi.

Vuonna 2002 BMW Z4 -malli sai amerikkalaiselta Automobile-julkaisulta “Design of the Year”-palkinnon.

Auton varustelun täydensi äänijärjestelmä subwooferilla ja kymmenkanavaisella tehostimella. Lisävarusteiden valikoimaan kuuluivat sähkökäyttöiset lämmitettävät istuimet asennon muistitoiminnolla, ajotietokone, sumuvalot ja Bi-Xenon-ajovalot.

Ensimmäisen sukupolven BMW Z4 -autot nauttivat laajaa suosiota: vuonna 2004 liukuhihnalta lähti auto numero 100 000.

BMW Z4 uudistettiin vuonna 2005. Muutokset liittyivät auton muotoiluun: takapuskuri ja etuvalot päivitettiin. Lisäksi vakaaja- ja ABS-järjestelmien mekanismeja parannettiin.

Mainittakoon, että BMW Z4-mallista julkistettiin uutuutena coupe-versio. Se pudotti roadsterin korkeuden 31 mm verran, 1 268 milliin. Pituus ja leveys säilyivät ennallaan – 4 091 ja 1 781 mm. BMW Z4 E86:n ajo-ominaisuuksia parannettiin. Kaikkiaan coupea myytiin 17 094 kappaletta.

Ensimmäinen toisen sukupolven BMW Z4 -auto esiteltiin Detroitin autonäyttelyssä vuonna 2009. Sen massatuotanto alkoi samana vuonna.

Muutoksia koki laitteisto – moottorien teho kasvoi ja vaihdelaatikoksi tuli uusi 7-vaiheinen, kaksikytkiminen Robot-DKG. Ulko- ja sisämuotoilua parannettiin myös. Toisen sukupolven BMW Z4 sai uuden korin jäykistetyllä katolla, jonka muodosti kaksi alumiiniosaa ja joka taittui tavaratilaan automaattisesti 20 sekunnissa. Vuonna 2009 auto sai “Red Dot Design Awardin”.