La seconda generazione della M3 vide la luce nel 1993 e portò con sé diverse novità, sia dal punto di vista tecnico che da quello stilistico. Realizzata sulla base delle Serie 3 E36 Coupé, lanciate nel 1992, la nuova M3 si distingueva nettamente nello stile rispetto alla precedente generazione. Appariva infatti molto più sobria, non facendo uso tra l'altro di parafanghi bombati, né di alettoni posteriori. Proposta inizialmente come coupé, la M3 E36 si distingueva dalle altre Serie 3 E36 per i cerchi da 17" dal disegno specifico e per il paraurti anteriore dotato di prese d'aria maggiorate per il raffreddamento dei dischi freno, anch'essi opportunamente dimensionati. Anche le minigonne erano state verniciate in tinta. Ma le novità di maggior spicco stavano sotto il cofano: per la prima volta, infatti, su una M3 fu montato il motore S50B30, un 6 cilindri in linea da 2990 cm³ in grado di erogare 286 CV a 7000 giri/min e di fornire una coppia massima di 320 Nm già a 3600 giri/min. Oltre al nuovo motore in sé, un'altra novità stava nella distribuzione, sempre a due assi a camme in testa, ma che per la prima volta adottava un variatore di fase a controllo totalmente elettronico, denominato Vanos, il quale corregge ed adatta i tempi di apertura e chiusura delle valvole a seconda dei giri del motore e della posizione del corpo farfallato. In conseguenza delle prestazioni del motore, notevolmente incrementate, anche il telaio della M3 E36 è stato adattato. In primo luogo, le sospensioni sono state irrigidite e l'assetto ulteriormente ribassato; in secondo luogo i dischi freno sono stati maggiorati, per ottenere una frenata più pronta ed efficace, anche a causa del sensibile aumento di massa della vettura rispetto al modello precedente. Per quanto riguardava la trasmissione, è stata mantenuta la soluzione del differenziale autobloccante al 25%, esattamente come nella M3 E30. Il cambio era manuale a 5 marce. Le prestazioni erano assolutamente superlative, addirittura superiori a quanto dichiarato dalla stessa Casa costruttrice. Infatti, stando ai risultati dei test condotti all'epoca da alcune testate giornalistiche specializzate, a fronte di una velocità massima dichiarata di 250 km/h (autolimitata elettronicamente), la M3 fece registrare punte velocistiche reali di ben 257 km/h, ed accelerava da 0 a 100 km/h in soli 5"7 (6"0 ufficialmente dichiarati).