En mayo de 2016, BMW anuncia el M240i Coupé y el M240i Cabrio, sustitutos respectivamente del M235i Coupé y del M235i Cabrio. La diferencia más significativa es que el M240i tiene un motor diferente (código B58) que, como el anterior (código N55) tiene seis cilindros colocados en línea y un sistema de sobrealimentación mediante un turbocompresor de doble entrada (twin-scroll). La cilindrada asciende muy ligeramente: de 2979 cm³ a 2998 cm³.

La potencia máxima del motor del M240i es 340 CV a 5500 rpm (en el M235i es 326 entre 5800 y 6000 rpm) y el par máximo es 500 Nm entre 1500 y 4500 rpm (en el M235i es 450 Nm entre 1300 y 4500 rpm). La tecnología de control de la alzada de las válvulas (sistema VALVETRONIC) y la de variación en fase de las mismas (sistema doble-VANOS) siguen presentes en el nuevo motor, si bien con ligeras modificaciones para mejorar su funcionamiento.

Como en el M235i, el M240i puede tener un cambio de marchas manual de seis velocidades o uno automático de ocho y la tracción puede ser en las ruedas traseras o en las cuatro (si es en las cuatro, el cambio es necesariamente automático). El consumo medio homologado del M240i es entre un 4 y un 7% más bajo que el del M235i en función del tipo de cambio y tracción.

Con cambio automático y tracción a las cuatro ruedas el M240i Coupé puede acelerar de 0 a 100 km/h en un 4,4 segundos y el Cabrio en 4,6 segundos. Con el cambio manual y tracción trasera (la configuración menos favorable en cuanto a aceleración) necesitan 4,8 y 4,9 segundos, respectivamente. El M235i Coupé es 0,2 segundos más lento en las tres posibles configuraciones de cambio y tracción —el Cabrio, 0,3 segundos—. La velocidad máxima es, en cualquiera de los casos, 250 km/h (limitada electrónicamente). 

La caja de cambios manual de seis relaciones tiene una función que, cada vez que el conductor hace una reducción, puede realizar la maniobra simulada de punta-tacón automáticamente para que el motor gire al régimen ideal cuando se inserta la marcha menor.

La caja de cambios automática de ocho relaciones —que hemos probado en otros modelos de BMW, en los tiene un funcionamiento ejemplar— tiene una nueva función de salida rápida desde parado «Launch Control» y un sistema que trabaja en coordinación con el navegador para —en función del tipo de ruta y la situación del tráfico— determinar los mejores momentos para realizar los cambios de marcha y así aumentar la eficiencia.

El equipamiento de serie del M240i incluye una suspensión M Sport que está rebajada en 10 mm con respecto a las versiones menos costosas, llantas específicas de 18 pulgadas y un sistema de frenos más potente (M Sport). BMW también ha diferenciado el aspecto exterior con un paquete aerodinámico M que es específico para esta versión. Las cubiertas de los retrovisores exteriores están pintadas en un color gris denominado «Ferric Grey».