M3の4リッターV8気筒エンジンは0-100km4.8秒を達成

4代目（2007年-）E92 2007年のサロン・アンテルナショナル・ド・ロトで量産型に近い「M3 コンセプト」を発表。同年4月、ドイツで4代目が発売された。先代よりも一回りボディが大きくなったが、2代目M6（クーペ）と同様のカーボンファイバールーフを採用し、各パーツにアルミニウムを使用するなど軽量化が図られ、車両重量は先代の80kg増の1630kgに抑えられている。0-100km加速は4.8秒となっている。また、エンジンは先代までとは異なり、排気量を4.0Lまで拡大したV型8気筒エンジンである。M3にV型エンジンが採用されるのはこれが初めて。組み合わせられるトランスミッションは6速MT。サイズは全長4620mm×全幅1805mm×全高1425mm、ホイールベース2760mm。2007年10月には東京モーターショーでM3セダンが発表された。このM3セダンは基本的にノーマルの3シリーズセダンと共通のエクステリアを持つが、M3クーペと同じV型8気筒エンジンが搭載され、基本的なメカニズムもM3クーペのそれに準ずるため、フロントノーズはクーペと同様のものが採用されている。またM3クーペに搭載されているカーボンファイバールーフの採用は見送られている。車両重量はクーペより僅かに重い1640kgで、0-100km加速は4.9秒である。サイズは全長4585mm×全幅1815mm×全高1435mm、ホイールベース2760mm。そして2008年1月にはM3カブリオレが発表、3月のジュネーブショーで初公開された。このM3カブリオレは3シリーズカブリオレにも搭載された電動油圧式リトラクタブル・ハードトップを備えており、車両重量は1885kgとクーペやセダンより重くなるが、0-100km加速は5.3秒でクーペ+0.5秒に留まり、ソフトトップだったE46のM3カブリオレよりも高性能を誇る。サイズはサイズは全長4620mm×全幅1805mm×全高1397mm、ホイールベース2760mm。さらにM3カブリオレの発表と同時に、従来型の6速セミATであるSMG IIに代わり、7速のM・DCT（ダブル・クラッチ・トランスミッション）が発表された。このM・DCTは1,3,5,7の奇数段と2,4,6の偶数段の2つのクラッチを持つ変速機で、変速スピードは非常に速い。同様の機構としてはVWグループが採用しているDSGがある。このM・DCTはドイツ本国ではクーペ、セダン、カブリオレの全車種で選ぶことができるようになった。