Todos los motores de gasolina y los de las versiones Diesel 316d, 318d y 320d (es decir, todos menos los Diesel de seis cilindros) pertenecen a una familia de motores denominada «EfficientDynamics». Son motores que comparten un gran número de piezas, hasta un 60% en el caso de aquellos con el mismo ciclo de combustión y hasta un 40% entre los de gasolina y Diesel. Esta forma de construcción permite fabricar los diferentes motores en una misma línea de producción y, con ello, ahorrar costes.

BMW dice que son motores de construcción modular porque se fabrican añadiendo en línea tantos cilindros como sean necesarios. De este modo, se crean motores de tres, cuatro y seis cilindros (con 1,5, 2,0 y 3,0 litros de cilindrada respectivamente). Curiosamente, el diámetro y la carrera no son los mismos en los motores de gasolina y los Diesel. En los de gasolina el diámetro es 82,0 milímetros y la carrera del pistón es 94,6. En los Diesel es 84,0 y 90,0 milímetros respectivamente.

El bloque de cilindros es de aluminio y está refrigerado mediantes unos conductos tipo «closed deck». Los motores de tres y cuatro cilindros tienen un árbol de equilibrado para reducir las vibraciones. Todos están turboalimentados mediante la tecnología que BMW denomina «TwinPower Turbo». Esta tecnología consiste, en el caso de los motores de gasolina, en el uso de un turbocompresor de doble entrada (Twin Scroll), inyección directa (el nombre comercial de BMW es High Precision Injection) y un sistema de distribución variable «doble-VANOS», que modifica el momento de apertura de las válvulas, tanto en admisión como en escape, en función del régimen del motor.

Para los motores Diesel la tecnología «TwinPower Turbo» significa el uso de un turbocompresor de geometría variable y un sistema de inyección directa con capacidad para llegar hasta los 2000 bar de presión de inyección.

El motor de gasolina de tres cilindros de la versión 318i da 136 caballos entre 4400 y 6000 rpm y 220 Nm de par entre 1250 y 4300 rpm. BMW se refiere a él con el código B38 y lo utiliza también en el Serie 2 Active Tourer y el MINI Cooper. Sustituye al de cuatro cilindros y 1,6 litros de cilindrada del Serie 3 de 2012 (versión 316i). Da la misma potencia y par motor, pero tiene un consumo de carburante más bajo. Las prestaciones no cambian (ficha comparativa).

El motor del 320i (código B48) tiene cuatro cilindros, da 184 CV de potencia máxima (entre 5000 y 6400 rpm) y 290 Nm de par máximo (entre 1350 y 4250 rpm). La potencia es la misma que la del motor al que sustituye, pero el par sube 20 Nm. Las prestaciones apenas varían, pero el consumo de carburante baja de manera importante (ficha comparativa).

La versión 330i tiene un motor de cuatro cilindros y, por tanto, de 2,0 litros de cilindrada (código B48). Da 252 CV entre 5200 y 6500 rpm y 350 Nm entre 1450 y 4800 rpm. Sustituye al 328i, que también tiene cuatro cilindros y 2,0 litros, pero es menos potente (245 CV). Como en los casos anteriores, las prestaciones apenas cambian, mientras que el consumo desciende entre un 5 y un 13 % según el cambio sea manual o automático (ficha comparativa).

340i es una denominación inédita en el Serie 3. El motor de esta versión tiene seis cilindros y 3,0 litros de cilindrada (código B58). Su potencia máxima es 326 CV (entre 5500 y 6500 rpm) y el par máximo es 450 Nm (entre 1380 y 5000 rpm). El BMW 340i reemplaza al 335i, que también tiene un motor de seis cilindros de igual cilindrada, aunque menos potente (306 CV), con menos par motor (400 Nm) y menos eficiente (ficha comparativa).

Por el momento, ninguna versión del Serie 3 tiene un motor Diesel de tres cilindros, aunque BMW monta uno de este tipo en la versión 216d del Serie 2 Active Tourer (con 116 CV, ficha técnica). Así pues, los motores de las versiones 316d, 318d y 320d tienen cuatro cilindros y 2,0 litros de cilindrada.

Estos tres motores Diesel (cuyo código es B47) estaban disponibles desde principios de 2015 en el Serie 3 2012, pero en el de 2015 tienen algunas modificaciones para mejorar su rendimiento (excepto en el caso del 316d, que no cambia).

El 318d da 7 CV más de potencia máxima (pasa de 143 a 150 CV) y el mismo par motor, 320 Nm, aunque en una gama de revoluciones más amplia. El consumo medio de carburante baja de 4,3 a 4,0 l/100 km y las prestaciones mejoran ligeramente (ficha comparativa).

El caso del 320d es similar al anterior. Es más potente (190 frente a 184 CV), da más par motor (20 Nm más, en total 400 Nm) y en un rango de revoluciones más amplio y consumo menos carburante (4,0 frente a 4,5 l/100 km). Las prestaciones mejoran muy ligeramente (ficha comparativa).

Durante el primer semestre de 2016, BMW pondrá a la venta una versión híbrida enchufable, es decir, una versión con dos motores y una batería que podrá conectarse a la red eléctrica para recargarla. Se denominará BMW 330e (más información) y tendrá un motor de gasolina de 2,0 litros y 184 CV y otro eléctrico de 88 CV. La potencia máxima del conjunto es 252 CV. Puede recorrer hasta 40 km solo con energía eléctrica. El consumo medio homologado es entre 1,9 l/100 km y 2,1 l/100 km (en función de los neumáticos utilizados). La velocidad máxima del 330e es 225 km/h y su tiempo de aceleración de 0 a 100 km/h es 6,1 segundos; ficha técnica.