В BMW M3 Седан и BMW M4 Купе применяются технологии, применяемые в автоспорте. Испытательные заезды каров проходили на одной из самых трудных трасс в мире — на «Северной петле» (Нордшляйфе) знаменитой трассе Нюрбургринга. Новые автомобили устанавливают высочайшие стандарты точности и маневренности». Особо высокооборотный рядный 6-цилиндровый двигатель с технологией M TwinPower Turbo разработан специально для новых BMW M3 Седан и BMW M4 Купе. Он вырабатывает максимальную мощность 431 л. с., максимальный руководящий момент, доступный в широком диапазоне оборотов, составляет 550 Нм, что на 40 % больше, чем у предшественника. Потребление топлива и уровень вредных выхлопов снижены на 25 %. BMW M3 Седан и BMW M4 Купе разгоняются с места до 100 км/ч за 4,1 с. с опционально доступной 7-ступенчатой коробкой передач с двойным сцеплением M DCT. Новая модель на 80 кг легче предшественника в базовой комплектации: это улучшает динамические характеристики и повышает отдача. BMW M4 Купе имеет снаряженную массу (по стандарту DIN) 1497 кг. Ее уменьшения удалось достичь вследствие использованию в деталях шасси и кузова легких материалов, таких как углепластик и алюминий. Крыша каров выполнена из карбона. Одной из главных целей конструкторов BMW M3 Седан и BMW M4 Купе являлось достижение данных гоночного автомобиля. На моделях установлена спортивная система охлаждения, постоянно поддерживающая подходящую температуру двигателя, турбокомпрессоров и трансмиссии.