El X3 M Incorpora el motor de gasolina de seis cilindros en línea más potente jamás visto en un coche de esta familia. Esta unidad, de nuevo desarrollo y elevado régimen de giro, dispone de tecnología M TwinPower Turbo, con una cilindrada de 3 litros que genera una potencia de 480 CV y un par máximo de 600 Nm. Para las versiones Competition su potencia de aumenta hasta alcanzar los 510 CV. Este nuevo motor está asociado a una caja de cambios M Steptronic de ocho marchas con control Drivelogic.