宝马X3M使用的发动机是3.0T直列6缸涡轮增压发动机,其发动机代号为S58,是宝马新开发的高转速发动机。
S58发动机是S55的继任者,采用了最新的M TwinPower Turbo涡轮增压技术和独特的3D打印气缸盖,制作工艺更小巧。S58发动机的特点包括进气优化、中冷器优化、活塞/曲轴优化、高压燃油喷射系统、M TwinPower Turbo涡轮增压技术以及燃油供给系统提升等。宝马X3M于2019年8月27日正式上市,共有两款车型在售,分别是2019款 X3 M和2019款 X3 M 雷霆版。2019款 X3 M搭载3.0T直列6缸涡轮增压低功率版本,匹配8挡手自一体变速箱,最大功率为353KW,最大马力480PS,最大扭矩为600N·m,官方指导价为83.99万元。而2019款 X3 M 雷霆版搭载3.0T直列6缸涡轮增压高功率版本,同样匹配8挡手自一体变速箱,最大功率为375KW,最大马力510PS,最大扭矩为600N·m,官方指导价为89.99万元。这两款车型的驱动方式均为适时四驱(宝马M版本xDrive智能四驱系统)。