Comme motorisation haut de gamme, le nouveau BMW X3 reçoit un diesel très sportif grâce au développement du 6 cylindres en ligne de 3 litres développant 286 ch pour un couple maximal de 580 newton-mètres.

Le nouveau BMW X3 reçoit également la nouvelle génération des 6 cylindres en ligne à essence de 3,0 et 2,5 litres de cylindrée. Ces groupes à carter moteur en aluminium/magnésium fournissent respectivement 272 ch et 218 ch.

Quelle que soit la motorisation, le calculateur optimisé du système de gestion intégrée du train roulant assure une interaction encore plus efficace et plus rapide des systèmes de transmission intégrale intelligente, de contrôle dynamique de la stabilité et de gestion du moteur.