全新BMW 3系装备了重新研发的新一代直列6缸发动机。宝马率先将镁铝合金技术用于发动机生产，使发动机的重量减轻到最适宜的程度，各种高新技术及材料的应用，使得6缸发动机重量减轻了7%之多。此款发动机不仅仅达到功率提高、扭矩增大、重量减轻的目的，而且在提高能源转化和环境保护方面有了重大突破，油耗量比上一代车型降低5~7％，而且全系列达到欧洲四号排放标准。
新BMW 330i 发动机，结合使用了第二代的电子气门控制技术（Valvetronic ）以及双凸轮轴可变气门正时技术 ( Double VANOS) ，最大输出功率为190千瓦/6600分/转，较上一代的动力提高了整整20千瓦， 最大扭矩为300牛顿米/ 2500分转 – 4000 分转。从静止加速到100公里/时只需要6.6秒，最高速度每小时可以达到250 公里，而其综合燃料消耗百公里只有9.0升。
全新BMW 3系内部和外部尺寸比上一代更大
与第四代BMW 3系相比，全新BMW 3系的尺寸增加了很多。全新BMW 3系整车长、宽、高如下表所示。车内扶手箱的宽度可以提供最直接的证明。
全新BMW 3系的轴距达到了2760毫米，较上一代车型增加了35毫米。身高180厘米的成年人可以很舒适地坐在后排，腿部与前排座位之间的空间可以很轻松地放下一个茶杯。此外，全新BMW 3的行李箱容积达到460升，比上一代增加了20升。
