Depuis 1975, BMW confie des voitures, souvent de course, à des artistes. Vingt œuvres forment la collection officielle, d'Alexander Calder à Julie Mehretu, et quelques autres gravitent autour.

Tout commence par un passionné qui n'est pas BMW. Hervé Poulain, pilote amateur et commissaire-priseur français, rêve d'aligner aux 24 Heures du Mans une voiture peinte par un artiste. En 1975, il convainc le sculpteur américain Alexander Calder, de décorer sa BMW 3.0 CSL. Calder la couvre de larges aplats rouge, jaune et bleu alternés de blanc : Alexander Calder et la BMW 3.0 CSL aux couleurs primaires. La voiture abandonne en course, mais le principe est posé. C'est l'un des tout derniers grands travaux de Calder, qui meurt l'année suivante.
Une règle naît avec cette première voiture : aucun cachet n'est versé aux artistes. BMW reprend l'idée à son compte et en fait une collection, numérotée et confiée chaque fois à un artiste différent, choisi pour sa notoriété internationale.
Les trois voitures suivantes courent toutes au Mans. En 1976, Frank Stella recouvre une autre 3.0 CSL d'un quadrillage noir et blanc inspiré du papier technique, qui épouse les courbes du coupé (Quadrillage noir et blanc : La BMW 3.0 CSL de Frank Stella). Elle abandonne elle aussi. En 1977, Roy Lichtenstein peint une 320i de course (Roy Lichtenstein et la 3e art car BMW (1977)) qui, elle, voit l'arrivée : neuvième au classement général et première de sa catégorie.
Puis vient Andy Warhol, en 1979, avec la quatrième voiture : Andy Warhol peignant la vitesse : la BMW M1 des 24 Heures du Mans. Là où ses prédécesseurs avaient peint une maquette ensuite reproduite par des assistants, Warhol refuse l'intermédiaire. Il peint directement la carrosserie grandeur nature, à main levée, en 28 minutes environ. « Quand une automobile va vraiment vite, toutes les lignes et les couleurs se transforment en flou », explique-t-il. La M1 termine sixième au général. C'est l'un des meilleurs résultats jamais obtenus par une Art Car en course, et l'image la plus célèbre de toute la série.
À partir des années 1980, les Art Cars quittent souvent la piste pour les salles d'exposition. Ernst Fuchs, figure du réalisme fantastique viennois, signe en 1982 la première voiture de série de la collection, une 635 CSi (Fire Fox on a Hare Hunt : l'art car fantastique d'Ernst Fuchs). Robert Rauschenberg, en 1986, est le premier à abandonner le pinceau pour le transfert photographique : un portrait de Bronzino d'un côté, une odalisque d'Ingres de l'autre (La 6e BMW art car de Robert Rauschenberg (1986)).
La collection s'ouvre alors au monde. En 1989, deux Australiens peignent chacun une M3 : Michael Nelson Jagamara, membre de la coopérative aborigène Papunya Tula, y inscrit les histoires du Rêve que lui racontait son père. Ken Done imagine un perroquet sur le point de s'envoler. En 1990, le Japonais Matazo Kayama pose de la feuille d'or sur une 535i, et César Manrique transpose sur une 730i les noirs, rouges et blancs de son île de Lanzarote.
En 1991, A.R. Penck habille un roadster Z1 de ses signes primitifs noirs sur fond rouge. La même année, Esther Mahlangu devient la première femme et la première artiste africaine de la collection, avec les motifs géométriques ndébélé de sa 525i (Le Ndebele sur la BMW : le retour historique d'Esther Mahlangu). Suivent la M3 couverte de visages de Sandro Chia (1992), puis la 850 CSi de David Hockney (1995), peinte comme si l'on voyait à travers la tôle : le moteur, le conducteur et même un teckel sur la banquette arrière.
Les trois voitures suivantes ne se contentent plus de décorer une carrosserie. Jenny Holzer couvre la V12 LMR de ses phrases en lettres bâton, dont « Protect me from what I want » ("Protect me from what I want" : la V12 LMR de Jenny Holzer). En 2007, Olafur Eliasson va plus loin : il retire la carrosserie du prototype à hydrogène H2R et la remplace par une peau de métal et de glace qui fond et se reforme pendant l'exposition (BMW H2R, la 16e Art Car d'Olafur Eliasson). C'est une œuvre sur la voiture et le réchauffement climatique, présentée au SFMOMA.
En 2010, Jeff Koons renoue avec la course. Sa M3 GT2 aux stries multicolores, qui semblent jaillir d'un point de fuite, est dévoilée à Paris puis engagée au Mans (BMW M3 GT2 : une prouesse artistique aux stries multicolores par Jeff Koons).
En 2016, un jury de conservateurs choisit deux artistes en même temps : la Chinoise Cao Fei (18e) et l'Américain John Baldessari (19e). Baldessari dévoile le premier sa M6 GTLM, à Art Basel Miami Beach, avant les 24 Heures de Daytona : une photo de la voiture sur un flanc, le mot « FAST » sur l'autre (Une touche de fraîcheur : la BMW M6 GTLM art car de John Baldessari). Cao Fei, elle, ne peint rien. Sa M6 GT3 garde sa finition carbone d'origine, et l'œuvre passe par un film et une couche de réalité augmentée visible sur smartphone (BMW Art Car #18 : Cao Fei et la voiture comme portail méditatif).
En 2024, pour les cinquante ans de la collection, Julie Mehretu transpose sa peinture abstraite sur la M Hybrid V8 engagée au Mans. La voiture est dévoilée au Centre Pompidou, et Mehretu considère que la course elle-même achève l'œuvre (BMW M Hybrid V8, la 20e Art Car peinte par Julie Mehretu court au Mans). La boucle est bouclée : la vingtième Art Car retrouve la piste qui avait vu naître la première.
La collection numérotée est courte, mais BMW et ses artistes ont multiplié les projets parallèles, que les collectionneurs confondent parfois avec elle. Frank Stella peint dès 1979 une seconde voiture, une M1 Procar, en hommage au pilote Ronnie Peterson (La BMW M1 ProCar hommagant Ronnie Peterson). Le peintre Walter Maurer, qui avait accueilli Warhol dans son atelier, décore la M1 offerte à Niki Lauda (BMW M1 de Lauda : la version peinte par Walter Maurer).
Plus récemment, Esther Mahlangu a peint l'habitacle en bois d'une 750Li en 2017 (Ndebele on Wood: l'habitacle peint par Esther Mahlangu), puis la carrosserie à encre électronique d'une i5 en 2024 (BMW i5 Flow NOSTOKANA, Esther Mahlangu rend son motif vivant). Jeff Koons a signé une série limitée de 99 M850i en 2022 (THE 8 X JEFF KOONS : une BMW M850i aux bulles POP). Les foires et musées ont aussi leurs voitures : Marc Brandenburg au Städel de Francfort en 2023 (Premier SUV art car BMW par Marc Brandenburg), Lee Kun-yong à Frieze Seoul en 2025 (Red Canvas : Une BMW i7 par Lee Kun-yong à Frieze Seoul).