搭載エンジンはM3、M4ともに高精度ダイレクトインジェクションシステム、ダブルVANOS（吸排気可変バルブタイミング）、バルブトロニックを組み合わせた新開発の直列6気筒DOHC 3.0リッターツインターボ「S55B30A」。最高出力317kW（431PS）/7300rpm、最大トルク550Nm（56.1kgm）/1850-5500rpmを発生する。アイドリングストップ機能も備え、JC08モード燃費はM3/M4ともに12.2km/L（M4の6速MT仕様は11.6km/L）となっている
