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BMW est créée le 7 mars 1916[4], par fusion de deux entreprises de mécanique de Munich, la Bayerische Flugzeugwerke et Rapp Motorenwerke, un fabricant de moteurs d'avion.
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À la suite de la défaite de l'Allemagne lors de la Première Guerre mondiale et du traité de Versailles signé en 1919, il lui fut interdit de produire des avions ainsi que des moteurs pour son pays, et l'entreprise fut donc forcée de se reconvertir.
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En 1928, BMW rachète le constructeur allemand Dixi dont les usines sont situées à Eisenach et se lance dans l'assemblage de la minuscule Austin Seven anglaise dont Dixi a acquis la licence de construction.
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La production de motos prit de l'importance, avec un investissement important dans la compétition. En 1929, une BMW atteint 216,75 km/h, pilotée par l'Allemand Ernst Jakob Henne.
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La 100 000e moto sort en 1938 et que le record de vitesse passe à 279,5 km/h en 1939. Le modèle R 75 avec side-car équipera l'armée.
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Entre 1939 et 1943, BMW développe le moteur à réaction BMW 003, considéré comme le premier turboréacteur moderne au monde avec son compresseur axial et son étage de combustion annulaire.
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En 1945, l'usine de Munich est presque totalement détruite et celle d'Eisenach en Thuringe est occupée par les Soviétiques. Ceux-ci vandalisent les usines et s'emparent de la technologie de BMW, le siège de Munich est « dévalisé » par les britanniques au titre des dommages de guerre.
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En 1948, la société doit alors se contenter de la production de motocyclettes et d'équipements ménagers et électroménagers.
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En 1950, le secteur automobile repart à son tour, avec la sortie d’une grosse berline, la 501. Trop chère et presque indécente dans une Allemagne qui n’en finit pas de déblayer ses ruines, elle ne connaîtra qu’une diffusion confidentielle.
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En 1952, l'entreprise d'Eisenach (située en Allemagne de l'Est) est nationalisée. Jusqu'à cette période, l'usine de Munich n'avait jamais produit de voitures. La production d'automobiles démarre avec des modèles faisant pâle figure à côté de leur concurrent direct, l'allemand Mercedes-Benz.
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La BMW 1500 est présentée en 1961 au salon de l'automobile de Francfort, ce qui tourne une page dans l'histoire de la marque. Motocyclettes et automobiles font gagner à BMW sa notoriété lors de confrontations sportives.
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En 1991 et 1993, BMW lance deux prototypes de véhicules électriques désignés sous le nom de BMW E1.
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Le 17 mars 2000, BMW vend Land Rover à Ford pour trois milliards d'euros soit 2,8 milliards de dollars. La vente a été signée à Munich par Joachim Milberg. Pendant cette même période, le groupe BMW conserve la marque Mini et les droits de production.
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En mars 2018, Daimler et BMW fusionnent leurs services de mobilité. En 2019, les deux sociétés allemandes investissent dans le marché de la mobilité urbaine et annoncent le lancement de Free Now. Ce service permet de réserver dans une même application des taxis, des VTC et des trottinettes.
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En mars 2022, BMW signe un accord pour une acquisition de la marque Alpina fin 2025. Le constructeur indépendant, anciennement préparateur, associé depuis près de 60 ans à BMW, cessera alors ses activités historiques à cette date.