在BMW於日內瓦車展發表了M3 Concept車款後四周時間，該廠便迅速宣告了量產版本的相關資料，並訂出2008年中全球銷售的時間表。進入第三代的M3，有多項數據向上成長，包括更大的尺碼、更飽滿的V8引擎輸出、更強的平衡度和更豐富的駕馭樂趣等，堪稱為史上最強M3。

2002年BMW原廠宣告，新一代M3將搭載V8引擎動力，接著又公開其排氣量為4.0升。比較起過去3.2升直列六缸，單在動力輸出部分便非同日可語，這也讓M3首度突破400匹門檻，躍入純正的超跑之林。誠如主導開發的負責人Gerhard Richter所述，想要在這場性能遊戲中周旋，有必要使用更大的引擎與動力，方得以和各家對手廝殺。

BMW M5的5.0升V10已經有絕佳完工度，而這具埋藏於M3引擎室內的動力單元，亦同樣為90度夾角並分享部分組件，包括缸徑和衝程、每缸四汽門設計與12.0:1的壓縮比。而過去廣為運用的Double VANOS汽門正時，獨立的油門蝴蝶瓣控制和高密度電子控制，更使其精密度超越群倫。可以說，這是M POWER部門的嘔心瀝血之作，務求在道路與賽車場均能達到最佳表現。



透過大量鋁合金材料運用，這具碩大的V8引擎只有445磅重，比上代的直列六缸還輕了30磅。最大馬力輸出420hp/8300rpm，最大扭力295lb-ft/3900rpm，單就新舊M3的數據分析，馬力足足多了77匹，扭力多了26lb-ft。另一為人稱道的，這次M3首度採用所謂的「煞車能量再啟用技術」，系統可儲存煞車和油門時的能量，轉換到電池以減少引擎運轉發電機的負擔，引擎轉速可一路推到8400rpm，高速產生的爆發力堪稱M3樂趣高潮。

新車款搭載六速手排變速箱，終傳比是3.82：1，尖端設計的液壓差速器將力量完整傳輸至後輪，加上ABS、ASC、CBC與DSC整合安全系統，駕馭樂趣亦稱歷來之最。M POWER部門的設計主管Ulf Weidhase主導這次M3外型設計，透過各種角度和細節營造，讓M3變得更為威猛、銳氣。未來，M3還會有敞篷、房車和旅行車款，而敞篷車亦破例使用硬頂設計。
根據內部測試結果，新M3從零加速至100km/h只要4.8秒，比上一代快了0.4秒。另在彎道操控更上一層樓，新的前麥花臣、後多連桿懸吊結構和幾何設定，賦予新車犀利本領，而加長的軸距使車子更長、更寬，也讓設計師多了揮灑空間，透過三段調校的電子阻尼控制，駕駛者可因應路況調整路感，同時MDrive按鈕也可改變引擎輸出曲線、轉向回饋力道等，煞車碟盤尺寸為前14.1吋、後13.8吋。