El nuevo motor tiene una potencia máxima de 231 CV a 5.900 rpm (en lugar de 193 a 5.500 rpm del anterior 328i), proporciona 300 Nm de par a 3.500 rpm (el 90% del cual ya está disponible a partir de 1.500 vueltas) y consume prácticamente lo mismo que su predecesor de 2,8 l. La presión media efectiva máxima es extraordinariamente alta, para tratarse de un motor de gasolina y sin turbo: 1.265 kPa. Para conseguir estas mejoras, se han efectuado las siguientes modificaciones:

Aumenta la cilindrada hasta 2.979, porque la carrera es 5,6 mm más larga, (pasa a ser de carrera larga). BMW estima que el aumento de cilindrada proporciona 11,6 CV, el 30% del aumento total de potencia.

Aumenta el tiempo de apertura de las válvulas y el alzado de las de admisión. BMW ha ajustado también el funcionamiento del doble VANOS, el sistema de distribución variable, que modifica el momento de apertura de las válvulas (en este caso tanto de admisión como de escape) en función del régimen del motor. Estas modificaciones constituyen el 12% del aumento de la potencia: 4,8 CV.

Hay nuevos colectores de admisión y escape, el primero para mejorar el flujo de entrada de aire, y el segundo para reducir la contrapresión que se produce en el escape, que limita la facilidad con que salen al exterior. Mejorar la «respiración» (el intercambio de gases) da como resultado 22 CV más, el 57% del aumento de la potencia.

BMW ha incorporado un sensor de la presión ambiente, un acelerador completamente electrónico (y no electromecánico como en el 328i) y una centralita que trabaja a mayor frecuencia (de 16 a 24 Mhz). Todo ello permite un control electrónico más preciso de las funciones del motor que sirve, por ejemplo, para disminuir el régimen del ralentí y montar un sistema de recirculación de gas de escape controlado electrónicamente.

La recirculación de gas de escape y unos catalizadores con más superficie útil, entre otras cosas, han posibilitado que este nuevo motor cumpla con la norma europea D4 sobre emisiones, que entrará en vigor en el 2005; esto supone una ventaja fiscal en Alemania.

La disminución en el régimen del ralentí, junto con el ajuste de la distribución y la reducción de la fricción de los pistones, han permitido contener el consumo hasta hacerlo casi idéntico al del 328i, lo cual no está nada mal teniendo en cuenta que la potencia máxima ha aumentado un 20%.

Las tareas periódicas de mantenimiento, que cada vez más se utilizan como argumento de venta, han sido reducidas: la cadena de la distribución y correas de los accesorios son de por vida, al igual que el aceite de la caja de cambios y el diferencial. El filtro de aire y las bujías se cambian cada 100.000 Km, y hay un indicador que nos muestra el número de kilómetros que falta para el siguiente cambio de aceite, teniendo en cuenta las circunstancias en las que ha rodado el coche. También dispone de sensores de detonación, que permiten que el motor funcione con gasolina de cualquier octanaje entre 87 y 98 octanos, aunque los 231 cv sólo se alcanzan con la de 98