Produkcji 501/3 i 501 V8 zaprzestano w roku 1958, zmieniono wówczas oznaczenia modelu.
BMW 502 thumb|BMW 502 3.2 thumb|BMW 502 3.2 Jeszcze przed wybudowaniem pierwszego prototypu 501, Böning wyliczył, że sześciocylindrowy silnik będzie zbyt słabym źródłem napędu jak na tak duży samochód. Zaproponował zarządowi opracowanie nowych, większych i mocniejszych silników, które mogłyby napędzać przyszłe wersje pojazdu. Po otrzymaniu zgody, Böning rozpoczął prace nad jednostką V8 podobną do motoru Oldsmobile Rocket V8. Projektowany silnik cechował się rozrządem typu OHV. Jednostka BMW V8 charakteryzowała się blokiem wykonanym ze stopów aluminium z żeliwnymi tulejami cylindrowymiBMW – Bavaria's Driving Machines Norbye, s. 91. Przy średnicy cylindra 74 mm i skoku tłoka 75 mm osiągnięto pojemność skokową 2580 cm³The Ultimate History of BMW Noakes, s. 49. Prace nad silnikiem zakończył Fritz Fiedler, który zastąpił Böninga na stanowisku głównego inżyniera w roku 1952.