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動力方面，搭載3.0升M TwinPower Turbo直列六缸引擎的全新BMW M3 Competition Sedan M xDrive與BMW M3 Competition Touring M xDrive較上一代大幅增加20匹，直衝530匹德制馬力及650牛頓米的扭力輸出；搭配M Steptronic運動化八速手自排變速箱以及M xDrive跑車化可調式四輪傳動系統，M3 Competition M xDrive零百加速在3.5秒（BMW M3 Competition Touring M xDrive為3.6秒）間即可完成，追求超凡性能絕不妥協。BMW M工程師為這具M TwinPower Turbo S58雙渦輪增壓引擎進行了一系列的強化升級，將新世代的3D列印工法應用於汽缸蓋的製造上，製作出傳統工法無法實現的複雜幾何形狀，使得汽缸蓋的整體重量大幅降低、水道的分佈更加理想，有效助於溫度控管。利用曲軸輕量化以及鍛造活塞及連桿的技術，強化剛性同時減輕重量，在引擎的高轉速下，能減少機械磨耗阻力同時優化引擎動力輸出。為通過嚴苛的賽道測試，在加大面積的進氣口背後，四個冷卻迴路系統中共擁有七個散熱器，使得引擎在激烈高速的操控下仍能保有最佳性能狀態。
新款M3 Competition Sedan M xDrive與M3 Competition Touring M xDrive搭配M Steptronic運動化八速手自排變速箱並採用Drivelogic換檔邏輯，經過BMW原廠精心調校，廣泛分布的最佳齒比設計強化了低轉速時的加速性，讓全速域加速感保持一致性的猛烈；新開發的扭力轉換器更大幅減少了不規則的滑動現象，透過駕駛模式設定，在Comfort、Sport、Sport+三種換檔模式間提供駕駛最適切而緊密順暢的換檔反應，大幅提升低速行駛時的舒適性同時降低油耗，帶來更快速流暢的彈射起步。
M高性能複合式煞車系統採前六活塞固定式卡鉗、後單活塞浮動式卡鉗配置，不僅更耐熱且抗衰竭，絕佳的制動力使全新M3 Competition M xDrive與M3 Competition Touring M xDrive能在安全前提下，完整展現其強悍性能，駕駛更能透過最新的駕馭模式設定，在Comfort與Sport情境下調整煞車的靈敏度與力道，無論是激烈操駕或日常行駛，皆提供最佳操控及精準性。
