330i搭載BMW TwinPower Turbo直列四缸汽油引擎，佐以HPI高精準燃油缸內直噴、VALVETRONIC氣門揚程可變系統、Double-VANOS雙可變氣門正時系統動力科技。其中，全新HPI高精準缸內直噴可產生的供油壓力從200bar提升至350bar，提升幅度高達75%，帶來更細緻的燃油霧化效果，燃燒效率因而大幅提升。

330i能在5,000至6,500rpm間輸出258匹最大馬力，並只要1,440rpm就能釋放40.8kgm最大扭力，馬力較上一代提升6hp，扭力峰值也同步提升5.1kgm。搭配Steptronic運動化八速手自排變速箱以及輕量化車體，完成0-100 km/h加速僅需5.8秒。

3系列導入BMW Personal CoPilot智慧駕駛輔助科技，包括主動防撞輔助系統與行人偵測、主動車距定速控制系統、主動車道維持輔助、壅塞交通輔助、車側防撞輔助、路口車流防撞輔助、閃避轉向輔助、駕駛注意力輔助、盲點偵測警示、車道偏離警示、前後方車流警示、後方防追撞警示。3系列比照頂級旗艦車款導入高端安全配備，成為BMW現行車款最高規格的運動房車。

3系列搭載最先進的BMW iDrive 7.0新世代全數位虛擬座艙，配備BMW 3系列有史以來最大12.3吋虛擬數位儀錶及10.25吋中控觸控螢幕，所有行車資訊可清晰呈現在眼前。iDrive7.0控制系統含自設功能快捷鍵並結合手寫觸控面板，切換多重行車模式時，儀錶同步變換風格，如進入到Sport模式，儀錶便會轉換成跑格感受濃厚的紅色；12.3吋多重行車模式儀錶板中央區域能完整顯示原廠中文智能衛星導航圖資，為駕駛者提供更直覺易讀的行車資訊。