M3専用のボディパネルで外観もアグレッシブに
1999年のフランクフルトモーターショーで第3世代のM3（E46）が発表された。搭載されるエンジンは直列6気筒だったが、そこには6連スロットルやダブルフロー構造のオールステンレス製エキゾーストなど、F1で培った技術が注ぎ込まれていた。
先代から50ccほど排気量アップされた直列6気筒エンジンは、最高出力343ps、最大トルク365Nmと、出力、トルクともに向上、0→100km/h加速は5.2秒とされた。
BMW M社のエンジニアは、エンジン性能向上だけでなくシャシの開発にも力を入れ、前後のトレッドを通常モデルから大幅に拡大、シャシには補強材を加え、サスペンションのアームにはアルミが使った。また、レースで使われるフローティング構造のブレーキディスク、いわゆるコンパウンドブレーキを装備していた。
通常の市販車のレベルをはるかに超えたこだわりを見せた3代目M3（E46）。3シリーズと違いがさらに明確になった。
スタイリングの考え方にも変化があった。先代のM3（E36）は控えめな外観を持っていたが、新型M3（E46）ではエアロダイナミクスも追求、専用のオーバーフェンダーやがパワーバルジが設けられたアルミボンネット、空力に優れたバンパーを備えるなど、刺激的なデザインとなっていた。
デビューから1年後、M3は日常性を脱ぎ捨て、レースに挑むことになった。アメリカン・ルマン・シリーズ（ALMS）のホモロゲーションを取得するため開発されたM3 GTRは、4L V8（P60B40型）エンジンを搭載。ルーフ、リアウィング、フロントバンパーとリアバンパーはカーボン複合材製で、車重は1350kgだった。2002年、M3 GTRはアメリカン・ルマン・シリーズ（ALMS）のGTクラスでチャンピオンを獲得した。これはBMW M社創立30周年を祝う出来事となった。
2003年には「CSL」がこのM3で復活した。BMW モータースポーツ社（BMW M社の前身）が初めて開発した記念すべき「3.0CSL」の復活というべきモデルで、「CSL」はC＝Coupé（クーペ）、S＝ Sport（スポーツ）、L＝Leichtbau（軽量構造）であることを示していた。
M3CSLは、快適装備の多くが省略され、ルーフ、センターコンソール、ドアトリムはカーボンファイバー製となり、リアウインドウさえも軽量化されていた(ルーフパネルだけで6.8kg軽量化されたと言われる）。エンジンは360psのS54B型3.2L直列6気筒が搭載され、ビッグレースには参戦していないが、ニュルブルクリンク北コースでこのクラス最速の7分50秒をマークした。M3CSLはたちまち1383台をが完売、日本にも上陸している。
BMW M3クーペ（2000）
●全長：4492mm
●全幅：1780mm
●全高：1372mm
●ホイールベース：2731mm
●車両重量：1550kg
●エンジン：直列6気筒 DOHC
●排気量：3246cc
●ボア×ストローク：93.4×84.0mm
●最高出力：343ps／7900rpm
●最大トルク：365Nm／4900rpm
●駆動方式：FR
●トランスミッション：6速MT
●サスペンション：ストラット／セントラルアーム
※トランスミッションはSMGも設定
