С модификацией BMW M3 в поколении E9x баварская компания попала в самую точку, пытаясь достичь оптимального соотношения производительности, управляемости, практичности и комфортабельности. Едва ли не каждый, кто садился за её руль, получал гораздо больше, чем мог ожидать на свои деньги. Большинство экспертов и журналистов согласились бы с мнением ведущего Top Gear Джереми Кларксона, назвавшего M3 лучшим автомобилем всех времён. Ни одна из предыдущих версий BMW M3 и ни одна из моделей-конкурентов не получали таких оценок, поэтому M3 2007-2013 гг. сразу стала эталоном в своём сегменте. За всё время было выпущено 65985 экземпляров в трёх типах кузова: седан (Е90), купе (Е92) и кабриолет (Е93), плюс один прототип пикапа.

Первой на Женевском автосалоне 2007 г. была представлена BMW M3 Coupe, которая в целом напоминала базовое купе 3-й серии (Е92), но имела карбоновую крышу, передний бампер с увеличенными воздухозаборниками, боковые отверстия в передних крыльях, выпуклый капот, аэродинамические пороги и зеркала, задний диффузор с четырьмя выхлопными трубами и специальные диски. В 2008 г. в продажу поступил седан, который имел стандартную крышу и поэтому был на 10 кг тяжелее. Ещё на 150 кг больше весил кабриолет, оборудованный трёхсекционной складывающейся жёсткой крышей. Все три модификации базировались на общей заднеприводной платформе с колёсной базой 2761 мм, и оснащались 4-литровым атмосферным двигателем V8 DOHC (S65) мощностью 420 л.с. На выбор предлагались две коробки передач: 6-ступенчатая механическая SG6 или 7-ступенчатая полуавтоматическая M-DKG с двойным сцеплением от Getrag. В стандартную комплектацию входили система управления MDrive, самоблокирующийся дифференциал GKN, технологии Double-VANOS и Valvetronic, электронная регулировка амортизаторов EDC и вентилируемые дисковые тормоза с ABS.

Омологированная FIA в категориях GT2 и GT4, BMW M3 (Е92) выиграла 7 гонок на выносливость и завоевала два кубка конструкторов и один кубок водителей (2011). Её гоночная версия M3 GT4 была доступна в свободной продаже, чтобы любой желающий мог принять участие в таких соревнованиях, как 24 часа Нюрбургринга. В 2010 г. компания подготовила и соответствующую дорожную модификацию купе под названием BMW M3 GTS. Она была легче на 300 кг за счёт отсутствия задних сидений, звукоизоляции, аудиосистемы и другого оборудования. Под капотом стоял увеличенный до 4361 см3 двигатель V8 мощностью 450 л.с., работавший в паре с 7-ступенчатой полуавтоматической трансмиссией М-DKG с функцией Drivelogic. M3 GTS также комплектовалась усиленной подвеской, улучшенными тормозами, чёрными 19-дюймовыми колёсами, передним спойлером, задним антикрылом, трубчатым каркасом безопасности и внутренней отделкой из углеродного волокна и алькантары. За год было построено всего 138 таких машин, и все они были окрашены в оранжевый цвет. В 2011 г. последовала аналогичная модификация для седана - BMW M3 CRT (Carbon Racing Technology), доступная только в цвете Frozen Polar Silver Metallic. Её производство было ограничено 68-ю единицами.