Първо поколение (E21; 1975–1983)
Първото поколение с каросерия E21 е представено на публиката през юли 1975 г. на Олимпийския стадион в Мюнхен. Първоначално се предлагаше каросерия под формата на седан с две врати, а през 1978 г. се появи кабриолет с две врати. Размерът на седана е 4355 мм дълъг, 1610 мм широк и 1380 мм висок. Имената на моделите се състоят от три цифри, например "320", първата от които означава 3-та серия, останалите са обемът на двигателя в литри, ако поставите десетична запетая между тях. В примера двигателят е с обем 2,0 литра. Ако буквата "i" е в края, тогава двигателят е инжекционен.
Кормилна рейка и пиньон, предно окачване тип MacPherson и задно окачване с напречен носач. Силовите спирачки на предните колела бяха дискови, докато задните колела бяха барабанни. Моторът е разположен отпред със задвижване на задните колела. Първоначално имаше само четиристепенна ръчна скоростна кутия Getrag, през 1980 г. можеше да се избере петстепенна скоростна кутия, както и автоматична тристепенна трансмисия ZF 3 HP-22.
Имаше три четирицилиндрови двигателя с обем 1,6, 1,8 и 2,0 литра с мощност от 74 до 123 к.с., два шестцилиндрови двигателя с обем 2,0 и 2,3 литра с мощност 121 и 141 к.с. Всички двигатели са бензинови, дизеловите опции не бяха.
Второ поколение (E30; 1982–1994)
Дизайнът от второ поколение е замислен през 1978 г. от дизайнера на NSU Ro 80 Клаус Луте и масовото производство започва през 1982 г. Общо за периода са произведени около 2,3 милиона коли. Външно колата е подобна на предишната версия с два фара. Първоначално се предлагат две каросерии - седан с 4 врати и 2 врати, а по-късно се появяват кабриолет и комби с 5 врати.
Гамата от двигатели се разшири значително. 1.6, 1.8 и 2.0 литрови четирицилиндрови бензинови двигатели от 90 до 192 к.с., 2.0, 2.3, 2.5 и 3.3 литрови шестцилиндрови двигатели от 123 до 197 к.с. За първи път се появиха дизелови шестцилиндрови двигатели с обем 2,4 литра с мощност 84 (атмосферни) и 114 (турбо) к.с.
Предлагат се общо осем трансмисии за различни модели - пет ръчни и три автоматични. Механични трансмисии 4 и 5 скорости фирми Getrag. Автоматични кутии 3 и 4 скорости фирми ZF.
Трето поколение (E36; 1990–2000)
В Европа третото поколение е представено през 1990 г. Колата е станала по-дълга, по-висока и по-широка от предишното поколение, а също така е удължила междуосието със 130 мм. Разположението на двигателя отпред със задвижване към задната ос. За целия период са произведени около 2,3 милиона коли. За първи път каросерията се предлага във форма хечбек. Имаше общо пет типа каросерии: купе с 2 врати, кабриолет с 2 врати, хечбек с 3 врати, седан с 4 врати и комби с 5 врати.
Гамата от двигатели също се разшири и напълно премина към инжекционни модели. Четирицилиндрови двигатели: два с обем 1,6 литра с мощност 98 и 101 к.с. и шест с обем 1,8 литра с мощност от 111 до 138 к.с. Шест шестцилиндрови двигателя с обем от 2,0 до 2,8 литра с мощност от 150 до 190 к.с. Има пет дизелови двигателя с мощност 1,8 и 2,5 к.с. от 89 до 141 к.с., всички с турбо. Предлагат се четири варианта на предаване - 5 и 6-степенна механична или 4 и 5-степенна автоматична.
Четвърто поколение (E46; 1998–2006)
През май 1995 г. външният дизайн на E46 е одобрен. Седан с четири врати се появи през 1998 г., купе и комби се появиха през 1999 г., кабриолет през 2000 г. и хечбек (компактен) през 2001 г. За каросерията на E46 се твърди, че е 70% по-твърда от предшественика E36. Предно разположение на двигателя със задвижване на задните колела, както и опция за задвижване на всички колела. Електрониката е станала по-интегрирана, включително използването на CAN bus система.
Гамата от 4- и 6-цилиндрови бензинови двигатели включва 13 модификации с обем от 1,6 до 3,0 литра и мощност от 103 до 235 к.с., всички с директно впръскване. Дизеловите двигатели са пет варианта с обем от 1,8, 2,0 и 3,0 литра с мощност от 114 до 201 к.с., всички с турбокомпресор. Ръчни скоростни кутии - 5-степенни ZF S5-39 и Getrag S5D, 6-степенни ZF S6-37. Автоматични скоростни кутии - 4-степенна GM 4L30-E, 5-степенна GM 5L40-E и ZF 5HP19 и 6-степенна SMG-II.
Пето поколение (E90, E91, E92, E93; 2004–2013)
Проектирането на петото поколение на Серия 3 беше спряно в средата на 2002 г. и серийното производство започна през декември 2004 г. Предно разположение на двигателя със задвижване на задните колела или задвижване на всички колела. Типовете каросерии са както следва - седан с 4 врати (E90), комби с 5 врати (E91), купе с 2 врати (E92) и кабриолет с 2 врати (E93). Седанът е станал малко по-дълъг и по-широк от предишното поколение. Предната част използва алуминиеви носачи MacPherson, а задната част е стоманено 5-звенно окачване с няколко звена.
Гамата от бензинови двигатели включва 19 модела с 4 и 6 цилиндъра от 1,6 до 3,5 литра с мощност от 114 до 322 к.с. Дизелови двигатели 12 модификации с 4 и 6 цилиндъра с обем от 1,6 до 3,5 литра и мощност от 114 до 282 к.с., всички с турбокомпресор. Трансмисия по избор от автоматична или ръчна. Общо за целия период са произведени около 3 милиона автомобила.
Шесто поколение (F30, F31, F34, F35; 2011–настояще)
В края на 2011 г. беше пуснато шестото поколение на BMW 3 серия. Тук за първи път започнаха да се използват бензинови двигатели с турбокомпресор и електрическо кормилно управление (вместо хидравличен усилвател). Стиловете на каросерията са седан с 4 врати (F30), комби с 5 врати (F31), хечбек с 5 врати (F34, Gran Turismo) и седан с 4 врати с дълга база (F35). За моделите с каросерии купе и кабриолет е определено ново серийно име - BMW Серия 4.
Има девет модификации на бензинови двигатели с обем от 1,6 до 4,0 литра с мощност от 130 до 320 к.с., както и един бензин в тандем с електрически мотор (хибрид) с мощност 340 к.с. Дизелови двигатели от 13 модификации с обем от 1,6 до 3,5 литра с мощност от 114 до 310 к.с. Скоростна кутия автоматична (8-степенна ZF 8HP45 или ZF 8HP50) или ръчна (6-степенна Getrag GS6-17BG или Getrag GS6-45BZ).
През 2015 г. поколението претърпя козметичен фейслифт на външния вид, както и множество вътрешни промени.