作为旗下最经典的性能车型，宝马选择为全新M3融入了最新的家族式设计风格，其中最引人注目的当属贯穿前脸的大尺寸双肾式格栅，其拥有与前脸几乎垂直的角度，具有很强的视觉冲击力。在格栅的上方，延伸出的线条形成了前发动机舱盖的隆起，并带有导风槽设计；而在前脸下方，具有较大开口的大尺寸下部进气口搭配两侧的导风槽和风刀，同样显得运动感十足。
车身侧面，作为四门三厢轿车的全新宝马M3则维持了宝马3系的整体样式，但作为性能版车型，新车拥有更大尺寸的轮圈和宽体套件。车尾部分，新车配备了小尺寸的后扰流板，外凸的后保险杠下方为双边共四出的排气和扩散器等空气动力学套件，显得战斗感十足。
相比于风格大变的外观，全新宝马M3的内饰则更接近普通版车型的样式。具体来看，新车采用12.3英寸全液晶仪表+12.3英寸大尺寸中控屏的设计，内置宝马最新的iDrive 7娱乐系统。不过作为高性能版车型，新车的仪表UI经过重新设计，风格样式更加运动，同时驾驶者也可以通过车机来对新车的发动机、变速箱、转向、悬架避振器、刹车以及电子辅助系统进行调整，并通过方向盘上的两个自定义M按键进行储存。
动力方面，全新宝马M3继续搭载3.0L双涡轮增压直列六缸发动机，而根据调校不同，普通版车型将拥有480马力的最大功率，而雷霆版车型的功率则高达510马力。传动系统方面，全新宝马M3雷霆版将搭载8速手自一体变速箱，而普通版本车型则额外提供6速手动变速箱可供选择。同时，新车提供四驱和后驱版本车型可选。
