Ingénieur chez BMW depuis 1977, Mario Theissen est nommé en codirecteur de BMW Motorsport. Il partage dans un premier temps ses responsabilités avec l'ancien pilote de Formule 1 autrichien Gerhard Berger, et sa fonction est alors essentiellement de diriger la partie technique de BMW Motorsport, tandis que Berger a surtout en charge les aspects sportifs. L'arrivée de Theissen intervient dans une période de forte activité pour la marque bavaroise, engagée notamment aux 24 heures du Mans (victoire en ) mais qui est surtout en train de préparer son retour en Formule 1 puisqu'un accord a été signé avec l'équipe Williams dès 1998, en vue d'un partenariat à partir de la saison 2000.
En 2003, la prise de recul progressive de Gerhard Berger permet à Mario Theissen de devenir l'unique directeur de BMW Motorsport, et d'accéder à des responsabilités qui dépassent le strict cadre technique. C'est également à cette période que les rapports entre BMW et Williams commencent à se détériorer, Mario Theissen n'hésitant pas à critiquer publiquement les insuffisances de son partenaire.
En 2005, tandis que la dégradation des rapports entre Williams et BMW a atteint un point de non retour, Mario Theissen parvient à convaincre les dirigeants de BMW de ne plus se limiter au rôle de motoriste, mais de devenir constructeur de Formule 1 à part entière. En , BMW rachète l'écurie suisse Sauber pour donner naissance à partir de la saison 2006 au BMW Sauber F1 Team, dont Mario Theissen est logiquement nommé directeur. Pour sa première saison, l'écurie termine cinquième du championnat des constructeurs.
