Η τρίτη γενιά της BMW M3 βασίζεται στην τέταρτη γενιά της 3άρας, E46, και ξεκίνησε την εμπορική της διάθεση το 2000.

Χρησιμοποιούσε καινούριο 6κύλινδρο σε σειρά κινητήρα 3,2 λίτρων με απόδοση 343 ίππων στις 8.000 rpm. Αυτή η γενιά όμως έφερε και άλλα καινούρια στοιχεία στο ξεχωριστό μοντέλο, όπως το φουσκωμένο καπό και τα πλαϊνά βράγχια που έγιναν σήμα κατατεθέν των M μοντέλων.

Αργότερα παρουσιάστηκε και η έκδοση CSL (Coupe Sport Lightweight) που είχε 360 ίππους και ήταν 110 kg ελαφρύτερη από την απλή M3. Για να μειωθεί το βάρος έγινε χρήση αλουμινένιων, πολυεστερικών και ανθρακονημάτινων τμημάτων, ενώ ήταν και η πρώτη M με εμφανή ανθρακονημάτινη οροφή.

Τέλος, η M3 E46 CSL είχε γράψει στο ‘Ring εκπληκτικό χρόνο για τα δεδομένα της εποχής, μιας και το ρολόι σταμάτησε στα 7 λεπτά και 50 δευτερόλεπτα.