寶馬 M3 限量版的動力系統經過了多方面的優化。

首先，M GmbH 部門對其進行專業調教，M 直列 6 缸渦輪增壓發動機動力再度提升，最大功率為 331kW(450PS)/7000rpm，最大扭矩為 550NM/2350-5500rpm，匹配 7 擋濕式雙離合變速箱。

像寶馬 M3BMW M3 25 周年限量珍藏版，采用全新 V8 動力單元，排量 4.0 升，最大輸出功率為 8300 轉每分時的 309 千瓦/420 馬力，最大扭矩為 3900 轉每分時的 400 牛頓米，最大發動機轉速為 8400 轉每分。

全新寶馬 M3 CS 限量版，M 工程師優化了 S58 3.0T L6 發動機輸出，最大功率 551 馬力，峰值扭矩 479 磅-尺（650 牛·米）。

BMW M3 競速限量版，M 直列 6 缸渦輪增壓發動機經過進一步專業調校，動力輸出提升至 331 千瓦/450 馬力，配合 7 速 M 雙離合變速器。

在一些改裝案例中，比如 M3 CSL，車主更換社外的鍛造活塞與連桿重新組裝，換上賽車等級的 MoTec M800 可程序計算機，動力提升到 380ps。

還有的案例中，車主將原廠的 SMG 變速箱更換為重量更輕且出力更直接的 QUAIFE 序列式 6 速變速箱。