E46在2000年亮相，S54发动机由S50B32进化而来，排量增加至3246cc，压缩比提升到11.5:1，最大马力343Ps，搭配6速手动变速箱。这一代的E46M3被车迷成为最巅峰的M3，极致的操控性能，加上前后50:50的车身重量分配，极好的转向手感，饱满的外形加上高亢的引擎声，成为众多车迷心中神话般的存在。
E90M3搭载S65B40发动机，这是M3首次搭载V8发动机，S65B40在S85的基础上减少两个气缸而来，排量为4.0L，压缩比为12.0:1，最大马力420Ps，搭配6MT和DCT变速箱，也是M车型首次搭载7速双离合变速箱的车型。E90不单在纽博格林24小时耐力赛上夺冠，在2012年重返阔别20年的DTM德国房车大师赛，力压奔驰和奥迪连续两年获得DTM最佳汽车制造商的荣誉。
F80\F82\F83
第五代M3在2014年北美车展发布，而这一代的M3只有四门版车型，双门板车型被划分为M4车系，动力方面重新使用直六引擎但是有涡轮加持，代号为S55B30发动机，最大马力431Ps，完全超越上一代4.0LV8的动力水平，而且排放和油耗方面更是有所降低，既有强大的动力保证，又降低了排放污染物含量，一举两得。
