德国宝马宣布，将在新一代“M3”上配备排量为4.0L的V型8缸发动机。M3在此前的15年一直采用直列6缸发动机，此次是首次采用V8发动机。与此前的6缸发动机一样，采用吸排气侧均配备可变阀门正时机构“双VANOS”。最大输出功率为309kW(420PS)/8300rpm，最大扭矩为400N·m/3900rpm。最大转数为8400rpm。
V8发动机的重量为202kg，比原来的直6发动机轻15kg左右。发动机缸体由制造F1赛车用发动机的德国Landshut工厂生产。曲轴箱由铝合金制成。采用较短的锻造曲轴，重量为20kg，弯曲刚性及扭曲刚性较高。
V8特点之一是使用离子电流检测系统，可检测爆缸及不着火。离子电流检测系统是该公司首先在“M5”所配的V10发动机上采用的技术。
普通爆缸
传感器通过检测发动机缸体的振动来感知爆缸，而离子电流检测系统则是将各缸火花塞作为电极，可逐缸检测爆缸，因此可使多缸发动机实现更准确的点火时间控制。
离子电流检测系统方面，在日本国内厂商中，大发已经投入使用。此前曾有欧洲车型将该系统用于爆缸控制，而有的日本车型则用其检测为使催化剂早期活性化而提前点火时间时的不着火。