В 2013 г. компания BMW решила заполнить пробелы в модельном ряду, выделив из 1-й и 3-й серий двухдверные модификации и включив их в отдельные серии: 2-ю и 4-ю. В 4-ю серию вошли купе (F32) и кабриолет с убирающейся жёсткой крышей (F33) на платформе седана F30, а позже, в 2014 г., к ним присоединилось четырёхдверное Gran Coupe (F36). Тогда же на рынке появилась высокопроизводительная версия BMW M4, заменившая M3 Coupe (Е92) и M3 Cabriolet (Е93). Она была разработана вместе с седаном M3 (F80), с которым у неё много общего: 3-литровый рядный 6-цилиндровый двигатель с прямым впрыском и двойным турбонаддувом мощностью 431 л.с., 7-ступенчатая коробка передач M-DCT с двойным сцеплением, дифференциал с электронным управлением, улучшенная подвеска и тормоза, аэродинамические обвесы и эксклюзивные кованые диски. Алюминиевые двери и капот вместе с карбоновыми крышей и багажником помогли снизить вес на 80 кг. 

В 2015 г. на конкурсе элегантности Pebble Beach была представлена BMW M4 GTS, которую выпустили ограниченной серией из 830 единиц по случаю 30-летия BMW M3. На неё устанавливался доработанный 6-цилиндровый мотор мощностью 500 л.с. с технологией впрыска воды. Вес был сокращён ещё на 27 кг за счёт облегчённого салона с карбоновыми сиденьями, углепластиковых капота и заднего антикрыла, композитных тормозов и полированных оранжевых дисков 666 M Styling с шинами Michelin Pilot Sport Cup 2 265/35 R19 спереди и 285/30 R20 сзади.

В 2016 г. для стандартной BMW M4 стал доступен пакет Competition, включавший двигатель мощностью 450 л.с., адаптивную подвеску и перенастроенную систему контроля стабильности DSC. Ещё через год последовала специальная версия BMW M4 CS, с 460-сильным мотором, более выраженными колёсными арками, карбоновым задним спойлером, задними фонарями с технологией OLED и внутренней отделкой из кожи и алькантары.