La vettura è spinta da motori quattro cilindri con cilindrate di 1.573 cc, 1.766 cc e 1.900 cc. Le designazioni dei singoli modelli sono 316, 318, 320 e 320i. Con l’eccezione del motore ad iniezione, tutti i propulsori sono progettati per funzionare a benzina normale.
Una novità assoluta è rappresentata dal design degli interni, con un cruscotto inclinato verso il guidatore, che rimarrà una caratteristica tipica di BMW per molti anni. Soltanto un anno dopo, i lettori della rivista specializzata “auto, motor und sport” votano la BMW 320 la migliore berlina del mondo fino ai due litri di cilindrata. Nel 1977, la BMW Serie 3 presenta il primo motore sei cilindri del segmento, con i modelli 320 e 323i dotati di freni a disco su tutte e quattro le ruote. La BMW 323i in particolare guadagna subito la fama di modello prestazionale ed atletico che, con una potenza di 105 kW/143 CV, arriva alla velocità massima di 190 km/h. Un’indagine condotta nel 1980 dimostra che le prestazioni, la maneggevolezza e il design sportivo rappresentano le ragioni principali per acquistare una BMW Serie 3. Quattro clienti su cinque comprerebbero di nuovo questa vettura. Nel 1981, la milionesima BMW Serie 3 esce dalla catena di montaggio dopo appena sei anni di produzione, rendendola la BMW di maggiore successo dell’epoca.