El BMW M3 CS es la versión de mayor potencia del M3 y guarda gran similitud técnica con el M4 CS. Tiene un motor de seis cilindros y 3,0 litros de cilindrada que desarrolla 460 CV de potencia, es decir, 29 CV más que un M3 convencional. El cambio de marchas es automático (M DCT) de siete velocidades y la tracción es en las ruedas traseras. BMW fabricará 1200 unidades a nivel mundial, de las cuales solo 10 llegarán al mercado español.

Cuesta 129 600 euros, 37 950 más que un M3 con cambio automático DKG (ficha comparativa). También es claramente más caro que sus principales alternativas, como el Mercedes-AMG C 63 Berlina, el Audi RS 4 Avant (aunque tiene carrocería de tipo familiar) o el Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio (ficha comparativa).

Puede acelerar de 0 a 100 km/h en 3,9 segundos y su velocidad máxima está limitada a 280 km/h. En un M3 normal con cambio automático, estos datos son 4,1 segundos y 250 km/h. El consumo se mantiene en 8,3 l/100 km.

La suspensión es muy parecida a la del M3 con el Paquete competición. Respecto a la de un M3 normal, se diferencia porque tiene muelles y barras estabilizadoras específicos. Además, los amortiguadores son de dureza variable (suspensión M adaptativa). La geometría de la suspensión también cambia para «proporcionar el máximo rendimiento tanto en carretera como en el circuito». Hay variaciones en la gestión electrónica del control de estabilidad, del diferencial trasero M y de la dirección. Los frenos son de material cerámico (son opcionales en el M3). BMW dice que este modelo es 50 kg más ligero que el M3.

Las llantas de esta versión son específicas (diseño «DTM» y tonalidad «Orbit Grey» mate). Las delanteras miden 9 x 19 pulgadas (anchura y diámetro respectivamente) y las traseras 10 x 20. Los neumáticos delanteros son 265/35 R19 y los traseros 285/30 R20, de la marca y modelo Michelin Pilot Sport Cup 2, que están pensados para circular tanto en carretera como en circuito. No obstante, también es posible pedir unos neumáticos Michelin Pilot Sport, desarrollados para circular por vías públicas.

El techo y el capó están fabricados con plástico reforzado con fibra de carbono. Este material también se usa para el alerón que hay sobre la tapa del maletero (denominado Gurney, imagen), el labio del paragolpes delantero y el difusor que hay en la parte trasera de la carrocería. Dicho conjunto de elementos aerodinámicos, sirve para reducir la tendencia de la carrocería a elevarse a alta velocidad.

El equipamiento de serie consta de faros de ledes y navegador «profesional» (el más completo y costoso que actualmente puede tener un Serie 3); ambos elementos ya los tiene el M3 convencional. Lo que sí es exclusivo para el M3 CS es el sistema de sonido Harman Kardon o la piel vuelta para tapizar algunas zonas del interior (como el volante, parte del salpicadero o la consola que hay entre los asientos). El botón de arranque del motor es de color rojo (imagen).