En helt ny 6-serie (E63) ble introdusert i 2003, og fylte dermed hullet i modellprogrammet etter at 8-serien ble tatt ut av produksjon. E63 var basert på E60, og ble introdusert med en 4,4 liters V8-motor i 645Ci. I 2004 ble også en billigere utgave, 630i, lansert med en sekssylindret rekkemotor. Dette ble så fulgt opp med en cabrioletmodell (E64), den aller første 6-serien med avtagbart tak. Kort etter introduksjonen ble 645Ci erstattet av 650i, med større motorvolum (4,8 liter) og bedre ytelser. Toppmodellen M6 ble lansert sent i 2005, og hadde den samme V10-motoren som M5, med 507 hestekrefter (373 kW).