Automobilka BMW sa zúčastňovala rôznych závodných podujatí už v 50-tych a 60-tych rokoch minulého storočia, pod vtedajším podnikom Formula Two. V 80tych rokoch (1982-1987) skonštruovalo BMW motor M12/13 radový štvorvalec s turbodúchadlom, ktorý vznikol na základe spolupráce BMW a Brabham a bol použitý v závodných autách. Známym pretekárom tohoto obdobia bol Nelson Piquet, ktorý v roku 1983 vyhral s vozom Brabham BT52-BMW viacero podujatí. Spomínaný motor M12/13 BMW neskôr začalo BMW dodávať aj pre tímy ATS, Arrows, Benetton a Ligier. Od roku 1988 BMW Brabham upustili od svojho zamerania na motoršport. Navyše v roku 1989 normy Formula One zakázali motory s turbodúchadlom a tak skončila aj éra motora M12/13.
Návrat BMW na závodné okruhy prišiel v druhej polovici 90-tych rokov, keď bol v roku 1997 ukončený kontrakt na dodávku motorov medzi tímom Williams a Renaultom, a tým aj ukončená veľmi úspešná éra pre stajňu Williams, ktorý teraz nutne potreboval nového exkluzívneho dodávateľa na motory. Výsledkom bola dohoda s BMW a výroba nového V10 motora určeného pre potreby F1. Debut nového motora prišiel v roku 2000 prostredníctvom vozidla Williams FW22 s dvojicou jazdcov Ralf Schumacher a Jenson Button. Tím Williams s príchodom motorov zaznamenal dobré výsledky, ale nedokázal to dotiahnuť na najvyšší stupeň a to aj vďaka vtedajšej nadvláde stajne Ferrari s Michaelom Schumacherom ako aj stajne McLaren.
V poslednou roku spolupráce (2005) medzi BMW a Williams jazdili za tím Mark Webber, Nick Heidfeld a Antônio Pizzonia, no žiadnemu z nich sa nepodarilo dosiahnuť výraznejší úspech a nakoniec v tom istom roku bola spolupráca ukončená. Pôvodne chcelo BMW odkúpiť tím Williams, keďže sa im to nepodarilo, BMW prevzalo a odkúpilo tím Sauber a dala sa na vlastnú cestu.
Pod značkou BMW Sauber vystupovalo BMW na okruhu F1 v rokoch 2006-2009. Pre Sauber to bol prínos a postavenie v celkových výsledkoch sa zlepšili. Pre prvú sezónu 2006 bol ako jednotka tímu predstavený Nick Heidfeld ako ako dvojka pokračoval v tíme šampión z roku 1997 Jacques Villeneuve. Ako tretí náhradný jazdec bol vzatý do tímu aj Robert Kubica. BMW zostalo pri používaní viacerých prvkov pôvodného monopostu, najväčšou novinkou bol nový motor 2.4L P86 V8, ktorý nahradil dovtedy používané motory od Ferrari. Farbami novej stajne sa stali pre BMW tradičná modrá a biela s prímesou červenej.
V prvom roku zaznemala stajňa 2 pódiové umiestnenia, v roku 2007 skončil Sauber na druhom mieste v hodnotení stajní (Constructor’s Championship). Rok 2008 bol v znamení Roberta Kubicu, ktorý zaznamenal jediné vítažstvo stajne a to na Veľkej cene Kanady (Canadian Grand Prix 2008), celkovo sa umiestnil v tom roku na 4. mieste medzi jazdcami.
Medzi najznámejších jazdcov tímu BMW Sauber patrili spomínaný Nick Heidfeld, Robert Kubica, Jacques Villeneuve a tiež Sebastian Vettel, ktorý prišiel do tímu ako tretí jazdec v sezóne 2007 po tom, čo Jacques Villeneuve odišiel a Rober Kubica sa stal partnerom Nicka Heidfelda . Dovedna zaznamenala stajňa 16 pódiových umiestnení, 1 pole positions a 2 najrýchlejšie kolá a jej vozidlá dokončili celkovo 70 pretekov.
Pre rok 2009 sa automobilka vrhla na vývoj s cieľom útočiť na najvyššie priečky, výsledkom však bolo sklamanie v podobe modelu F1.09, ktorý vôbec nenaplnil očakávania. Tento neúspech spoločne s technickými obmedzeniami zavádzanými do F1 a v neposlednom rade aj finančná kríza prinútila BMW stiahnuť sa z okruhov F1 a svoje práva v tíme Sauber predali späť zakladateľovi Petrovi Sauberovi, a Sauber začal opäť používať motory od Ferrari.