Im Karosseriebau wird das Grundgerüst eines BMWs, die sogenannte Rohkarosserie, aus einzelnen Pressteilen zusammengesetzt. Vorderbau, Hinterbau, Bodenblech und Dach werden zum Karosseriegerippe verschweißt. Anbauteile wie Türen, Motorhaube, Seitenwände und Heckklappe komplettieren die Karosserie. Je nach Fahrzeugtyp werden dafür bis zu 550 Teile zusammengefügt.
Dabei kommen verschiedene Techniken zum Einsatz: Punktschweißen, Laserschweißen, Löt- und Schutzgasschweißen, Kleben, Verschrauben und Bördel. Dies wird zum Großteil von Robotern übernommen – rund 1.500 Roboter sind dafür im Einsatz. Die Anlagen sind dabei flexibel einsetzbar, damit unterschiedliche Karosserievarianten auf der gleichen Fertigungslinie bearbeitet werden können.
Die konsequente Automatisierung der Arbeitsschritte sorgt für gleichbleibend hohe Qualität. Nach bestimmten Fertigungsschritten werden alle Karosserieteile mit Hilfe von Lasersensoren vermessen; durch einen Abgleich von Soll- und Ist-Wert können Bauteil-Abweichungen sicher vermieden werden. Zudem prüfen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Finish die Oberflächenqualität der einzelnen Karossen.

Der erste Eindruck eines Automobils ist maßgeblich von der Farbe und dem Glanz der Oberfläche geprägt. Der Lack hat aber neben der reinen Farbgebung auch funktionale Aufgaben. So schützt die Oberflächenveredelung die Karosserie vor Korrosion und Umwelteinflüssen. Zugleich erhöht er die Festigkeit des Lacks gegen Steinschläge oder Kratzer.
In der Lackiererei werden alle Fahrzeugvarianten auf ein- und derselben Lackierstraße bearbeitet. Die Karosserie durchläuft dabei zuerst die Grundreinigung, damit die Lackschicht optimal aufgetragen werden kann. Anschließend wird der Füllerlack, eine Art Grundierung, aufgetragen. Als nächstes folgt der Decklack, der den gewünschten Farbton des Fahrzeugs definiert. Kunden können dabei aus über 200 Farbtönen wählen. Zuletzt wird der Klarlack aufgetragen, welcher die Oberfläche veredelt.

Als erstes Werk der Automobilindustrie weltweit setzt das Werk Regensburg zudem auf Automatisierte Oberflächenbearbeitung (AOB). Hierbei arbeiten vier Roboter an einer frisch lackierten Karosserie mit KI. Der Einsatz künstlicher Intelligenz ermöglicht es dabei den Robotern, genau da am Fahrzeug nachzuarbeiten, wo es benötigt wird. Eine Automatisierte Oberflächeninspektion (AOI) identifiziert und erfasst in der Decklackierung zunächst auffällige Merkmale, die anschließend von der AOB nochmals bearbeitet werden.

In der Montage wird aus der lackierten Karosserie ein fertiger, individueller BMW. Die Fahrzeuge durchlaufen dabei die Montage auf einem rund 5,5 Kilometer langen Montageband – unabhängig welches Modell und welche Motorisierungsvariante.
Ganz nach den individuellen Kundenwünschen aus aller Welt werden eine Vielzahl der Teile in Handarbeit der Mitarbeiter montiert – unterstützt von Handlingsgeräten und Robotern beim Einbau großer und schwerer Teile.
Die Montage lässt sich in die Abschnitte Karosseriemontage, Endmontage und Prüfbereich/Finish unterteilen. In der Karosseriemontage bekommen die lackierten Karosserien alle Anbauteile und Kundenausstattungen. In der Endmontage kommt es dann zum eigentlichen Höhepunkt der Automobilfertigung, der sogenannte Hochzeit: Der Antriebsstrang (Motor, Fahrwerk, Achsen) wird mit der Karosserie automatisch verbunden und verschraubt.
Im abschließenden Prüf- und Finishbereich durchlaufen die Fahrzeuge einen definierten Prüfzyklus, indem verschiedene Funktionen getestet werden. Ziel ist es, jedem Kunden ein einwandfreies Fahrzeug auszuhändigen.

Die für die Produktion benötigten Komponenten und Einzelbauteile müssen zu jeder Zeit, in der richtigen Reihenfolge der kundenindividuellen Fahrzeuge und am richtigen Verbauort in der Regensburger Fahrzeugmontage bereitgestellt werden. Diese Logistikaufgabe übernehmen zum Großteil fahrerlose, automatisierte Transportsysteme, die über ein cloudbasiertes Verkehrsleitsystem intelligent miteinander vernetzt sind. Teils erfolgt auch das Be- und Entladen der Transporthelfer bereits vollautomatisch.