Prima generatie (E83; 2003–2010)
Premiera mașinii a avut loc în septembrie 2003 la Salonul Auto de la Frankfurt. Ca precursor al lui X3, în 2003, BMW a prezentat conceptul de vehicul xActivity la Salonul Auto de la Detroit cu platforma Seria 3. Toate modelele X3 sunt echipate cu un sistem de tracțiune integrală cu cuplu distribuit în mod implicit 40:60 între axele față și spate și cu capacitatea de a direcționa tot cuplul către orice punte.
BMW a actualizat modelul în 2005 și a reproiectat modelul în 2007 cu modificări ale caroseriei, motoare, suspensie și ornamente interioare. Pe o perioadă de șapte ani, au fost vândute aproximativ 600 de mii de mașini.
Au existat cinci modificări ale motoarelor pe benzină cu un volum de 2,0, 2,5 și 3,0 litri cu o capacitate de 148, 181, 215, 228 și 268 CP. Diesel șase modificări cu un volum de 1,8, 2,0 și 3,0 litri cu o capacitate de la 148 la 282 CP. Există două opțiuni de transmisie - automată cu 6 trepte sau manuală.
A doua generație (F25; 2010–2017)
Mașina a fost prezentată la Salonul Auto de la Paris în 2010. Pentru a doua generație, producția s-a mutat din Austria la uzina americană a BMW din Greer, Carolina de Sud, unde primul vehicul a fost lansat pe 1 septembrie 2010. Toate modelele folosesc tracțiune integrală, numită xDrive. În 2012, în unele țări a fost adăugat un model cu tracțiune spate numit sDrive. Garda la sol a fost mărită cu 12 mm, iar ampatamentul a fost mărit cu 15 mm. Pe toată perioada, au fost construite peste 900 de mii de mașini.
Au fost folosite patru motoare pe benzină - două motoare cu 4 cilindri de 2,0 litri cu o capacitate de 135 și 180 CP și două motoare cu 6 cilindri în linie cu un volum de 3,0 litri cu o capacitate de 179 și 225 CP. Există, de asemenea, patru motoare diesel - două motoare cu 4 cilindri de 2,0 litri cu o capacitate de 105 și 135 CP și două motoare cu 6 cilindri în linie cu un volum de 3,0 litri cu o capacitate de 190 și 230 CP. În 2014, gama de motoare a fost actualizată, volumele au rămas aceleași, au crescut puterea datorită turboalimentării. Standardul de emisii pentru toate motoarele este Euro 5. Transmisiile sunt cu două - o transmisie manuală cu șase trepte sau o transmisie automată ZF 8HP cu opt trepte.
În 2014, F25 a fost restilizat. Modificările includ noi faruri cu două cercuri modificate, o grilă reproiectată, noi bare de protecție față și spate, oglinzi exterioare cu semnalizatoare integrate, o consolă centrală cu control automat al climatizării opțional, noi culori exterioare și alte mici atingeri. Mașina a fost dezvăluită la cel de-al 84-lea Salon Internațional Auto de la Geneva în 2014 și mai târziu la cel de-al 114-lea Salon Internațional Auto de la New York în 2014.
A treia generatie (G01; 2018 – prezent timp)
Următoarea generație va prezenta un nou design creat de designerul australian Calvin Look. O nouă versiune, cu numele de cod G01, a fost introdusă în iunie 2017. Motorul este amplasat în față cu tracțiune integrală, dar există și un model pur cu tracțiune spate. Mașina va fi disponibilă și cu un grup motopropulsor hibrid.
A treia generație X3 va primi și noi tehnologii BMW 5 Series (G30), precum control prin gesturi, iluminare LED externă și internă și cel mai recent sistem iDrive cu un ecran tactil larg pentru sistemele de navigație.
Trei motoare pe benzină - 2.0, 3.0 (l4) și 4.0 (l6) litri cu o capacitate de 181, 249 și 355 CP Diesel doi - volum 2.0 (l4) și 3.0 (l6) litri cu o capacitate de 187 și 261 CP Transmisie automată cu 8 trepte ZF 8CP.