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Die Grundform für den M3 beruht auf dem neuen 3er Coupé. Zu den wenigen unmittelbar aus dem Serienmodell übertragenen Komponenten gehören Scheinwerfer und Rückleuchten sowie als einzige Karosserieelemente die beiden Türen und der Kofferraumdeckel. Unverwechselbare Erkennungsmerkmale des Fahrzeuges sind die speziellen Verkleidungen von Front und Heck, die Motorhaube mit dem Powerdome und zwei Luftöffnungen, die seitlichen Luftschlitze in den vorderen Seitenwänden, die Seitenschweller sowie die Aussenspiegel im M typischen Design.
Auffallend an der Front sind drei grosse Lufteinlässe unterhalb des Kühlergrills, über die
der Motor mit zusätzlicher Ansaug- bzw. Kühlluft versorgt wird. Kräftige, senkrechte Streben begrenzen die Lufteinlässe und verstärken die charakteristische Formensprache. Die aus Aluminium gefertigte Motorhaube weist eine grossflächige Auswölbung auf, den so genannten Powerdome. Die Konturen von Powerdome und Lufteinlässen orientieren sich an der nach vorn gerichteten Pfeilung der Motorhaube und fügen sich in die Gestaltung der gesamten, gegenüber dem BMW 3er Coupé verlängerten Front ein. Die kraftvoll modellierten vorderen Radhäuser unterstreichen zusammen mit den geschmiedeten 19 Zoll-Alurädern im klassischen Y-Speichen-Design die betont breite Spur des Fahrzeugs. Durch die Speichen der Felgen hindurch fällt der Blick auf die exklusiv für M Fahrzeuge entwickelten Hochleistungsbremsen.
Insgesamt setzen die Münchener auf Leichtbau und verwenden dabei Kunststoff, Aluminium und sogar Kohlefaser. Im Verlauf des Jahres sollen neben dem Coupé auch ein Kombi und das Cabrio als M-Varianten folgen
Der Motor wird der erste V8 sein, der einen 3er antreibt. Sein Hubraum beträgt 3999 ccm, seine Leistung 420 PS. Das maximale Drehmoment von 400 Newtonmetern und das Hochdrehzahlkonzept von 8300 U/min garantieren sportliche Fahrleistungen. Die Basis bildet der Zehnzylinder aus dem BMW M5, gefertigt wird das Aggregat in der Giesserei in Landshut, wo auch die Formel 1-Motoren entstehen.
In seiner spezifischen Leistung überschreitet der neue V8-Motor die als Massstab für sportliche Kraftentfaltung geltende Marke von 100 PS je Liter Hubraum deutlich. Etwa 85 Prozent des maximalen Drehmoments sind über die Drehzahlspannbreite von 6500 U/min hinweg abrufbar. Schon bei 2000 Touren liegen 340 Newtonmeter an. Mit einem Gewicht von 202 Kilogramm ist der V8 ein ausgesprochenes Leichtgewicht. Selbst gegenüber dem Sechszylinder-Motor des Vorgängermodells beträgt die Gewichtsersparnis rund 15 Kilogramm.
Mit extrem kurzen Verstellzeiten perfektioniert die variable Nockenwellensteuerung Doppel-VANOS die Gaswechsel. Sie reduziert Ladungswechselverluste und verbessert so Leistung, Drehmoment und das Ansprechverhalten des Motors sowie den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen. Der Motor erfüllt die Euro 4-Norm.
Um die Effizienz des neuen V8-Motors noch weiter zu steigern, wird mit der Brake Energy Regeneration ein intelligentes Energiestrommanagement betrieben, das die Erzeugung von Strom für das Bordnetz auf die Schub- und Bremsphasen konzentriert. Auf diese Weise wird die Fahrzeugbatterie geladen, ohne dass dazu auf die Motorleistung und damit auf die im Kraftstoff enthaltene Energie zugegriffen werden muss. Während der Zugphasen des Motors bleibt der Generator dagegen im Regelfall abgekoppelt.
Die vierte Generation des Mittelklasse-Sportlers kommt Mitte September zum Preis von 66'650 Euro (CH: 103'500 Fr.) auf den Markt.