O Z8 foi desenvolvido sob o codinome "E52" entre 1993 e 1999, através dos esforços de uma equipe de design liderada por Chris Bangle de 1993 a 1995. O exterior foi projetado por Henrik Fisker e o interior por Scott Lempert até 1995, quando Lempert deixou a Bmw e o estilo foi aprovado. O Z8 foi originalmente concebido como um exercício de estilo destinado a evocar e celebrar o Bmw 507 de 1956-1959. Protótipos foram observados em testes entre 1996 e 1999. Um conceito foi desenvolvido mais tarde para visualizar o Z8, chamado de Z07 e foi apresentado em outubro de 1997 no Salão do Automóvel de Tóquio de 1997.
Entre 1999 e 2003 foram produzidas 5703 unidades do Z8.