Első generáció (E21; 1975–1983)
Az első generációt E21 karosszériával 1975 júliusában mutatták be a nagyközönségnek a müncheni Olimpiai Stadionban. Eleinte karosszéria kétajtós szedán formájában volt elérhető, 1978-ban pedig megjelent egy kétajtós kabrió. A szedán mérete 4355 mm hosszú, 1610 mm széles és 1380 mm magas volt. A modellnevek például három számjegyből állnak «320», amelyek közül az első a 3. szériát jelenti, a többi a motor térfogata literben, ha közéjük tesz egy tizedesvesszőt. A példában a motor térfogata 2,0 liter. Ha levél van a végén «i», azt jelenti, hogy a motor befecskendezéses.
Fogasléces kormánymű, MacPherson típusú első felfüggesztés és keresztirányú lengőkaros hátsó felfüggesztés. Az első kerekeken tárcsafékek, míg a hátsó kerekeken dobfékek voltak. A motor elöl található, hátsókerék-hajtással. Kezdetben csak Getrag négyfokozatú kézi váltó volt, 1980-ban ötfokozatú váltót lehetett választani, valamint ZF 3 HP-22 automata háromfokozatú váltót.
Három négyhengeres, 1,6, 1,8 és 2,0 literes, 74–123 LE, két hathengeres, 2,0 és 2,3 literes, 121 és 141 lóerős motor volt. Minden motor benzines, a dízel opciók nem.
Második generáció (E30; 1982–1994)
A második generációs dizájnt 1978-ban az NSU Ro 80 tervezője, Klaus Luthe alkotta meg, a tömeggyártás pedig 1982-ben kezdődött. Összesen mintegy 2,3 millió autót gyártottak az időszakban. Külsőleg az autó hasonló az előző verzióhoz, két fényszóróval. Kezdetben két karosszéria volt elérhető - egy 4 ajtós és egy 2 ajtós szedán, később pedig megjelent egy kabrió és egy 5 ajtós kombi.
A motorválaszték nagymértékben bővült. 1,6, 1,8 és 2,0 literes négyhengeres benzinmotorok 90-192 LE, 2,0, 2,3, 2,5 és 3,3 literes hathengeres motorok 123-tól 197 LE. Először dízel hathengeres motorok 2,4 literes űrtartalommal 84 űrtartalommal (légköri) és 114 (felturbózott) hp
Összesen nyolc sebességváltó volt elérhető különböző modellekhez – öt kézi és három automata. Mechanikus sebességváltó 4 és 5 sebességes cégek Getrag. Automata dobozok 3 és 4 sebességes cégek ZF.
Harmadik generáció (E36; 1990–2000)
Európában a harmadik generációt 1990-ben mutatták be. Az autó hosszabb, magasabb és szélesebb lett, mint az előző generáció, és a tengelytáv is meghosszabbodott 130 mm-rel. Az elöl lévő motor elhelyezkedése a hátsó tengely meghajtásával. A teljes időszak alatt körülbelül 2,3 millió autót gyártottak. A karosszéria először volt elérhető ferdehátú formában. Összesen öt karosszériatípus volt: 2 ajtós kupé, 2 ajtós kabrió, 3 ajtós ferdehátú, 4 ajtós szedán és 5 ajtós kombi.
A motorválaszték is bővült, és teljesen áttért a befecskendezős modellekre. Négyhengeres motorok: kettő 1,6 literes, 98 és 101 LE teljesítménnyel. és hat 1,8 literes űrtartalommal, 111-138 LE kapacitással. Hat hathengeres motor 2,0-2,8 literes űrtartalommal, 150-190 LE teljesítménnyel. Öt dízelmotor van, amelyek teljesítménye 1,8 és 2,5 LE. 89-től 141 LE, mind turbófeltöltővel. Négy sebességváltó közül lehet választani – 5 és 6 sebességes kézi vagy 4 és 5 sebességes automata.
Negyedik generáció (E46; 1998–2006)
1995 májusában jóváhagyták az E46 külső kialakítását. A négyajtós szedán 1998-ban, a kupé és a kombi 1999-ben, a kabrió 2000-ben és a ferdehátú (compact) 2001-ben. Az E46 karosszériája állítólag 70%-kal merevebb, mint az E36 elődje. Első motorelrendezés hátsókerék-hajtással, valamint összkerék-hajtással. Az elektronika integráltabbá vált, beleértve a CAN buszrendszer használatát.
A 4- és 6-hengeres benzinmotorok kínálata 13 változatot tartalmaz, 1,6-3,0 literes térfogattal és 103-235 lóerős teljesítménnyel, mindegyik közvetlen befecskendezéssel. A dízelmotorok öt változata 1,8, 2,0 és 3,0 literes, 114 és 201 LE közötti kapacitással, mindegyik turbófeltöltéssel. Kézi sebességváltók - 5 sebességes ZF S5-39 és Getrag S5D, 6 sebességes ZF S6-37. Automata sebességváltók - 4 sebességes GM 4L30-E, 5 sebességes GM 5L40-E és ZF 5HP19 és 6 sebességes SMG-II.
Ötödik generáció (E90, E91, E92, E93; 2004–2013)
A 3-as sorozat ötödik generációjának tervezését 2002 közepén felfüggesztették, a sorozatgyártás pedig 2004 decemberében kezdődött. Első motor elrendezés hátsókerék- vagy összkerékhajtással. A karosszéria típusai a következők voltak - 4 ajtós szedán (E90), 5 ajtós kombi (E91), 2 ajtós kupé (E92) és 2 ajtós kabrió (E93). A szedán kissé hosszabb és szélesebb lett, mint az előző generáció. Elöl MacPherson alumínium rugóstagok, hátul pedig acél 5 lengőkaros rugóstagok vannak több link felfüggesztés.
A benzinmotorok kínálata 19 4- és 6-hengeres, 1,6-3,5 literes, 114-322 LE teljesítményű modellt tartalmaz. Dízelmotorok 12 4- és 6-hengeres változatban, 1,6-3,5 literes űrtartalommal és 114-282 LE teljesítménnyel, mindegyik turbófeltöltéssel. Automata vagy kézi sebességváltó közül választhat. Összesen mintegy 3 millió autót gyártottak a teljes időszak alatt.
Hatodik generáció (F30, F31, F34, F35; 2011 – napjainkig idő)
2011 végén megjelent a BMW 3-as sorozat hatodik generációja. Itt először használtak turbófeltöltős benzinmotorokat és elektromos szervokormányt (hidraulikus nyomásfokozó helyett). A karosszéria típusai 4 ajtós szedánok voltak (F30), 5 ajtós kombi (F31), 5 ajtós ferdehátú (F34, Gran Turismo) és 4 ajtós szedán meghosszabbított tengelytávval (F35). A kupé és kabrió karosszériájú modellekhez új sorozatnevet rendeltek - BMW 4-es sorozat.
Kilenc változata van az 1,6-4,0 literes űrtartalmú, 130-320 LE teljesítményű benzinmotoroknak, valamint egy benzinmotornak egy villanymotorral párhuzamosan (hibrid) 340 LE 13 változatú dízelmotorok, 1,6-3,5 liter térfogattal, 114-310 LE teljesítménnyel. Automata sebességváltó (8 sebességes ZF 8HP45 vagy ZF 8HP50) vagy mechanikus (6 sebességes Getrag GS6-17BG vagy Getrag GS6-45BZ).
2015-ben a generáció kozmetikai arculatváltáson, valamint számos belső változáson esett át.