Prva generacija (E21; 1975–1983)
Prva generacija s karoserijom E21 predstavljena je javnosti u srpnju 1975. na Olimpijskom stadionu u Münchenu. Isprva je bila dostupna karoserija u obliku limuzine s dvoja vrata, a 1978. pojavio se kabriolet s dvoja vrata. Veličina limuzine bila je duga 4355 mm, široka 1610 mm i visoka 1380 mm. Na primjer, nazivi modela sastoje se od tri znamenke «320», od kojih prva znači 3. seriju, ostale su zapremina motora u litrama, ako se između njih stavi decimalna točka. U primjeru, motor ima zapreminu od 2,0 litre. Ako je na kraju slovo «i», znači da je motor s ubrizgavanjem.
Upravljač sa zupčastom letvom i zupčanikom, prednji ovjes tipa MacPherson i stražnji ovjes s poprečnom viljuškom. Električne kočnice na prednjim kotačima bile su disk, dok su stražnje kotače bile bubanj kočnice. Motor se nalazi naprijed s pogonom na stražnje kotače. U početku je postojao samo ručni mjenjač s četiri stupnja prijenosa Getrag, 1980. godine mogao se odabrati mjenjač s pet stupnjeva prijenosa, kao i automatski mjenjač s tri stupnja prijenosa ZF 3 HP-22.
Postojala su tri četverocilindrična motora obujma 1,6, 1,8 i 2,0 litara snage od 74 do 123 KS, dva šestocilindrična motora obujma 2,0 i 2,3 litre snage 121 i 141 KS. Svi motori su benzinski, dizelske opcije nisu.
Druga generacija (E30; 1982–1994)
Dizajn druge generacije osmislio je 1978. dizajner NSU Ro 80 Klaus Luthe, a masovna proizvodnja započela je 1982. Ukupno je u tom razdoblju proizvedeno oko 2,3 milijuna automobila. Izvana, automobil je sličan prethodnoj verziji s dva prednja svjetla. U početku su bile dostupne dvije karoserije - limuzina s 4 i 2 vrata, a kasnije su se pojavili kabriolet i karavan s 5 vrata.
Raspon motora znatno je proširen. 1.6, 1.8 i 2.0 litreni četverocilindrični benzinski motori od 90 do 192 KS, 2.0, 2.3, 2.5 i 3.3 litreni šestocilindrični motori od 123 do 197 KS.Sa. Po prvi put dizelski šestocilindrični motori obujma 2,4 litre kapaciteta 84 (atmosferski) i 114 (s turbopunjenjem) hp
Za različite modele bilo je dostupno ukupno osam mjenjača - pet ručnih i tri automatska. Mehanički mjenjači 4 i 5 brzina firme Getrag. Automatske kutije 3 i 4 brzine tvrtke ZF.
Treća generacija (E36; 1990–2000)
U Europi je treća generacija predstavljena 1990. godine. Automobil je postao dulji, viši i širi od prethodne generacije, a također je produljen međuosovinski razmak za 130 mm. Položaj motora ispred s pogonom na stražnju osovinu. U cijelom razdoblju proizvedeno je oko 2,3 milijuna automobila. Po prvi put, karoserija je bila dostupna u hatchback obliku. Bilo je ukupno pet tipova karoserije: kupe s 2 vrata, kabriolet s 2 vrata, hatchback s 3 vrata, limuzina s 4 vrata i karavan s 5 vrata.
Raspon motora također se proširio i potpuno prešao na modele s ubrizgavanjem. Četverocilindrični motori: dva s volumenom od 1,6 litara s kapacitetom od 98 i 101 KS. i šest s volumenom od 1,8 litara s kapacitetom od 111 do 138 KS. Šest šestocilindričnih motora obujma od 2,0 do 2,8 litara s kapacitetom od 150 do 190 KS. U ponudi je pet dizelskih motora zapremine 1,8 i 2,5 KS. od 89 do 141 KS, svi s turbopunjačem. Postoje četiri opcije prijenosa na izbor - 5 i 6-stupanjski ručni ili 4 i 5-stupanjski automatski.
Četvrta generacija (E46; 1998–2006)
U svibnju 1995. odobren je vanjski dizajn E46. Limuzina s četvera vrata pojavila se 1998., coupe i karavan 1999., kabriolet 2000. i hatchback (compact) 2001. godine. Tvrdi se da je tijelo E46 70% čvršće od prethodnika E36. Prednji raspored motora s pogonom na stražnje kotače, kao i opcija pogona na sve kotače. Elektronika je postala integriranija, uključujući korištenje CAN bus sustava.
Paleta 4- i 6-cilindarskih benzinskih motora uključuje 13 modifikacija s volumenom od 1,6 do 3,0 litara i snagom od 103 do 235 KS, sve s izravnim ubrizgavanjem. Dizelski motori su pet opcija s volumenom od 1,8, 2,0 i 3,0 litara s kapacitetom od 114 do 201 KS, svi s turbopunjačem. Ručni mjenjači - 5-brzinski ZF S5-39 i Getrag S5D, 6-brzinski ZF S6-37. Automatski mjenjači - 4-stupanjski GM 4L30-E, 5-stupanjski GM 5L40-E i ZF 5HP19 te 6-stupanjski SMG-II.
Peta generacija (E90, E91, E92, E93; 2004–2013)
Dizajn za petu generaciju 3 serije stavljen je na čekanje sredinom 2002., a serijska proizvodnja započela je u prosincu 2004. Prednji raspored motora s pogonom na stražnje kotače ili pogonom na sve kotače. Tipovi karoserije bili su sljedeći - limuzina s 4 vrata (E90), karavan s 5 vrata (E91), kupe s 2 vrata (E92) i kabriolet s 2 vrata (E93). Limuzina je postala nešto duža i šira od prethodne generacije. Sprijeda se koriste MacPherson aluminijske opruge, a straga je čelična 5- karika multi-link suspenzija.
Ponuda benzinskih motora uključuje 19 modela s 4 i 6 cilindara od 1,6 do 3,5 litara snage od 114 do 322 KS. Dizelski motori 12 modifikacija od 4 i 6 cilindara s volumenom od 1,6 do 3,5 litara i snagom od 114 do 282 KS, svi s turbopunjačem. Mjenjač po izboru automatski ili ručni. Ukupno je u cijelom razdoblju proizvedeno oko 3 milijuna automobila.
Šesta generacija (F30, F31, F34, F35; 2011–danas vrijeme)
Krajem 2011. godine izašla je šesta generacija BMW 3 serije. Ovdje su prvi put korišteni benzinski motori s turbopunjačem i električni servo upravljač (umjesto hidrauličkog pojačivača). Tipovi karoserije bili su limuzina s 4 vrata (F30), karavan s 5 vrata (F31), hatchback s 5 vrata (F34, Gran Turismo) i limuzina s 4 vrata i produljenim međuosovinskim razmakom (F35). Za modele s kupe i kabrioletima dodijeljeno je novo ime serije - BMW serije 4.
Postoji devet modifikacija benzinskih motora obujma od 1,6 do 4,0 litara snage od 130 do 320 KS, kao i jedan benzinski motor u tandemu s elektromotorom (hibrid) 340 KS Dizelski motori od 13 modifikacija s volumenom od 1,6 do 3,5 litara s kapacitetom od 114 do 310 KS. Mjenjač automatski (8-brzinski ZF 8HP45 ili ZF 8HP50) ili mehanički (6 brzina Getrag GS6-17BG ili Getrag GS6-45BZ).
U 2015. generacija je doživjela kozmetički facelifting izgleda, ali i brojne unutarnje promjene.