ミドル・クラス・スポーツ・アクティビティ・ビークル（SAV）／クーペ（SAC）初のハイ・パフォーマンス・モデル「X3 M（エックス・スリー・エム）」。ラインアップは、BMW M社が新しく開発した3L 直列6気筒Mツインパワー・ターボ・ガソリン・エンジンを搭載し、最高出力480馬力（353Kw）／6,250rpm、最大トルク600Nm／2,600−5,600rpmを発生する「ベースグレード」、同エンジンを搭載し、最高出力510馬力（375Kw）／6,250rpm、最大トルク600Nm／2,600−5,950rpmを発生する「コンペティション」を設定。ドライブロジック付き8速オートマチック・トランスミッションやインテリジェント4輪駆動システム「BMW M xDrive」、アクティブMディファレンシャルを搭載。デザイン面では、X3をベースに、Mモデルに相応しく、極限までアグレッシブかつスポーティなスタイルとなった。キドニー・グリルはMモデルを象徴するダブル・バーを採用、エクステリア・ミラーは、空力性能を向上させるダブルリッジ・デザインのMミラー、さらにサイド・ギルにはMロゴを装備。そして「コンペティション」には、Mモデルらしい、刺激的なサウンドを響かせる4本の直径100mmのブラック仕様テール・パイプを備えたMスポーツ・エキゾースト・システムを採用した。安全機能・運転支援システムのドライビング・アシスト・プラスは、ルーム・ミラー内にステレオ・カメラを内蔵し、さらに、ミリ波レーダー・センサーを前方に3基、後方に2基装備することにより、日常走行域での急停止や飛び出し等を瞬時に判断し警告すると共に、夜間や悪天候下でも安定して検知し警告し、安全をサポートする。また、高速走行時や渋滞時に安定した走行を継続しやすいようにサポートする機能も装備され、安全性と利便性を向上。アクティブ・クルーズ・コントロール（ストップ＆ゴー機能付）、レーン・チェンジ・ウォーニング（車線変更警告システム）およびレーン・ディパーチャー・ウォーニング（車線逸脱警告システム）、ステアリング＆レーン・コントロール・アシスト、サイド・コリジョン・プロテクションおよび衝突回避・被害軽減ブレーキ（事故回避ステアリング付）、クロス・トラフィック・ウォーニングも装備。その他、BMWコネクテッド・ドライブを標準装備した。右ハンドルのみの設定。