El Serie 3 Cabrio es unos 200 kg más pesado que el Coupé. Este aumento de peso es debido a los refuerzos que tiene en la carrocería para mantener la rigidez torsional (160 kg) y al propio techo y sus mecanismos (40 kg más pesado que el del Serie 3 Coupé).

Según BMW, es el descapotable más rígido que ha fabricado hasta el momento, pero no ha dado el dato ("para evitar comparaciones con otros fabricantes, porque no hay un criterio único para medir la rigidez torsional").

Con este nuevo modelo, BMW estrena tres motores de inyección directa de gasolina, incluido un 2,0 l de 170 CV con interesantes sistemas para aumentar la eficiencia. Los motores de gasolina pueden trabajar con mezcla pobre en ciertas condiciones de carga y régimen.

La versión de gasolina menos potente, denominada 320i, tiene un motor de cuatro cilindros, 2,0 l de cilindrada y 170 CV de potencia. El 320i tiene unas prestaciones y, sobre todo, un consumo muy buenos: alcanza 220 km/h, acelera de 0 a 100 km/h en 9,2 segundos y tiene un consumo medio de 6,7 l/100 km.

Además de distribución variable «Doble VANOS» y admisión variable «DISA», este motor tiene otros interesantes sistemas para aumentar la eficiencia. Tiene una bomba de agua que se acciona sólo cuando el motor está caliente y un alternador que sólo genera corriente en las fases de deceleración y frenado (para no restar fuerza en aceleración y para aprovechar parte de la que se pierde en la deceleración). BMW ha incluido en esta versión un automatismo de parada y puesta en marcha del motor cuando el coche se detiene (por ejemplo, en un semáforo). Según BMW, el conjunto de estas medidas hace que el 320i gaste hasta un 20 por ciento menos que la versión anterior. Además, esta versión tiene un indicador en la instrumentación que se enciende cuando es oportuno cambiar de marcha, para ayudar a obtener el mejor rendimiento del motor.

Las versiones «325i» y «330i» llevan dos nuevos motores de inyección directa de gasolina, con seis cilindros, 3,0 l de cilindrada y con 218 y 272 CV de potencia respectivamente. Este motor atmosférico tiene un bloque de aluminio y magnesio (más información). No son los mismos motores que actualmente lleva el Serie 3 Coupé, que tienen inyección indirecta y «Valvetronic».

Estos nuevos motores de gasolina serán incorporados paulatinamente en algunos de los coches de BMW (BMW ya los ha mostrado en las nuevas Serie 1 y Serie 5).

El 330d Cabrio tiene el motor Diesel de 3,0 l de 231 CV (como el que tiene actualmente el 330d). Acelera de 0 a 100 km/h en 7,1 s, alcanza 245 km/h y gasta 6,9 l/100 km. Es decir, son unos valores peores que los del Coupé y la berlina. Este motor lleva filtro de partículas de serie.

El 335i Cabrio es la versión más potente. Lleva el motor de gasolina de seis cilindros del BMW 335i Coupé. Tiene un bloque de aluminio, turbocompresor, 3,0 l de cilindrada y 306 CV de potencia. Con este motor, el Serie 3 Cabrio tiene unas prestaciones y un consumo muy buenos: alcanza 250 km/h, acelera de 0 a 100 km/h en 5,8 s y consume 9,9 l/100 km en ciclo combinado. (Prestaciones y consumos de todas las versiones).

Todos los motores van asociados a una caja de cambios manual de seis marchas. Opcionalmente, podrá adquirirse la nueva caja automática de seis velocidades que lleva el nuevo Serie 3 Coupé (más información), que puede tener levas en el volante. Esta nueva caja de cambios tiene una función que bloquea el convertidor de par una vez que el coche ha comenzado la marcha.