BMW Z4 E85 был разработан Даном Андерсом Вармингом, был представлен осенью 2002 года и заменил собой BMW Z3. Автомобиль предлагался в двух вариантах кузова: родстер (E85) был доступен с самого начала производства, а во второй половине 2005 года появился вариант купе (E86), который имел агрессивный вид и стилистически напоминал автомобили сегмента GT. Концепция обтекаемого, компактного двухместного автомобиля осталась неизменной. Ему придали немного больше изгибов, а использованные материалы придали ему современный вид. Автомобиль немного подрос - с 2002 года длина BMW Z4 составляла 4091 мм (4113 мм для варианта Coupe), ширина - 1781 мм, высота - 1268 мм (1302 мм). Как и Z3, он собирался в США, в Спартанбурге (Южная Каролина), и предлагался исключительно для местного и европейского рынков. Интерьер BMW Z4 - настоящая революция по сравнению с предшественником. Вездесущий минимализм все еще можно увидеть, но в этой версии появилось дыхание современности. Приборная панель получила больше изгибов и ребер, улучшилось качество материалов и их подгонка, а два пассажира могли наслаждаться большим количеством систем безопасности и комфорта. Багажное отделение вмещает 260 литров (у предшественника - 165 литров). Багажник в варианте купе имел объем 340 литров и делал спортивный автомобиль очень функциональным - он мог конкурировать со многими компактами. В Z4, предлагаемом с 2002 года, уже не удивляло наличие кожаной обивки, сидений с подогревом и вентиляцией, автоматического кондиционера или спутниковой навигации. Также были доступны ABS, ESP и DTC. Автомобиль отлично управлялся благодаря великолепному рулевому управлению и подвеске. Всего на BMW Z4 устанавливалось 7 бензиновых двигателей. Модельный ряд открывался двигателем 2.0i мощностью 150 л.с. Более мощные варианты имели рядные шестицилиндровые двигатели, самый слабый из которых (2.2i) развивал мощность 170 л.с. Модели 2.5i (192 л.с.), 2.5si (218 л.с.), 3.0i (231 л.с.) и 3.0si (265 л.с.) были выше. Среди самых востребованных автомобилей в модельном ряду немецкого производителя были BMW Z4 M Roadster (выпущенный в 2004 году) и Z4 M Coupe (2005), которые развивали 343 л.с. от 3,2-литрового двигателя, ставшего известным, например, благодаря M3 E46. При максимальном крутящем моменте 365 Нм автомобиль разгонялся до 100 км/ч за 5 секунд и мог развивать скорость 250 км/ч. Помимо высокопроизводительной механики, Z4 M также отличался переработанными бамперами, крыльями для установки более крупных колесных дисков, более эффективной тормозной системой, за которой под задним диффузором были спрятаны четыре выхлопных патрубка. Привод по-прежнему осуществлялся на заднюю ось, как и на Z3, но на этот раз через 5- или 6-ступенчатую механическую коробку передач или автомат с тем же количеством передаточных чисел.
Автомобиль завоевал сердца многих покупателей благодаря своей надежности, сенсационной конструкции складной крыши, уникальному характеру, престижу и современному стилю. Серии E85/E86 Z4 выпускались до 2008 года, когда в салонах появился преемник, получивший заводское кодовое название E89.