סדרה 3 הנוכחית, הדור החמישי במספר, נחשפה בסוף 2004 והוצגה לציבור בתערוכת ז'נבה 2005. עכשיו, קצת יותר משלוש שנים מאוחר יותר מגיע עכשיו הזמן למתיחת-פנים, אם כי במרוצת הזמן שחלף כבר זכתה המשפחה לעדכונים לא מעטים – בעיקר בתחום המנועים. בשלב זה השינויים העיצוביים הוצגו לגבי הסדאן (E90) והסטיישן (E91), והם כוללים – כמקובל – חרטום וזנב חדשים, וכן עיצוב פנים עדכני עם גוונים וחומרים שונים. עד כאן הכל סטנדרטי.העיצוב החיצוני עבר טיפול עדין כמקובל, בעיקר בחרטום ובזנבבתחום המנועים החידוש היחיד הוא מנוע דיזל 6 ציל' חדש בנפח 3.0 ל', זהה לזה שיגיע גם לסדרה 7 החדשה, אשר מחליף את מנוע ה-3.0 ל' הקודם בדגם 330d. המנוע החדש מתאפיין בבלוק אלומיניום לחסכון במשקל, ובמערכת הזרקה חדשה בלחץ גבוה עם מזרקים פייצו-אלקטריים, הוא מציע 245 כ"ס לעומת 231 כ"ס בדגם היוצא, אך צורך פחות דלק ומייצר פחות CO2 ומזהמים אחרים. פרט לכך אין עוד שינויים בהיצע – יש לזכור כי מנועי סדרה 3 עברו עדכון ב-2007 כחלק מתהליך המעבר ל-EfficientDynamics, וכבר אז עברו כל מנועי הבנזין להזרקה ישירה. כל המנועים מקבלים טיפול EfficientDynamics חלקי או מלא, כשהאמצעים כוללים פונקציית דימום והתנעה אוטומטיים בעצירה (Start/Stop), בלימה רגנרטיבית לטעינת המצברים, תצוגת נקודות החלפת הילוכים, ו'אווידרודינמיקה אקטיבית' עם כונסי אויר הנפתחים ונסגרים אוטומטית. מעבר למנוע הדיזל החדש אין שינוי בהיצע המנועים, בראשו עומד מנוע ה-3.0 ל' כפול-המגדשים שזכה לא מכבר שנה שניה ברציפות בתואר "מנוע השנה הבינלאומי".
החידוש החשוב ביותר הוא ללא ספק הופעת תיבה רובוטית כפולת-מצמדים בת 7 הילוכים עליה דיווחנו בתחילת השנה, אותה קיבלה קודם ה-M3. שם כונתה התיבה הנ"ל M DCT, אבל כאן היא מקבלת את השם הארוך Sports automatic transmission with double clutch. התיבה מגיעה יחד עם משוטי-תפעול מאחורי ההגה ותוצע – לפחות בשלב ראשון – רק ב-335 שבפסגת ההיצע ורק בגרסאות המרכב אשר טרם הוצגו לאחר מתיחת הפנים: הקופה והקונברטיבל. במוד פעולה אוטומטי התיבה מציעה שני מצבים, D שהוא מצב רגיל בו ההחלפות מכוונות לנוחות, ו-S להחלפות ספורטיביות ומהירות יותר, שגם מתבצעות בסל"ד גבוה יותר. קיים כמובן גם מצב ידני, M, אליו עוברים על ידי הסטת בורר ההילוכים כאשר הוא במצב S לכיוון + או –, או לחילופין להשתמש במשוטי התפעול הצמודים להגה. בנוסף, קיים מתג "ספורט" בקונסולה המרכזית; לחיצה עליו משנה את תגובת המנוע למצערת ואת מפת החלפות ההילוכים לקבלת תגובות ספורטיביות יותר, בשני מצבי תיבת ההילוכים. כמו בדגמי ה-M, גם כאן מוצעת פונקציית 'בקרת שיגור', Launch Control, לזינוק אופטימלי. לצורך כך יש להפעיל את "בקרת המשיכה הדינמית", DTC, אשר מרימה את סף ההתערבות של מערכת בקרת היציבות, DSC, ללחוץ על מתג "ספורט", ולבחור ידנית בהילוך ראשון. הזינוק ל-100 קמ"ש מתבצע ב-5.4 שניות בלבד ב-335 קופה עם התיבה החדשה, עשירית מהר יותר מאשר עם התיבה הידנית ו-3 עשיריות טוב יותר מאשר התיבה האוטומטית בדגם היוצא. ואם לא די בכך, גם צריכת הדלק (ופליטת CO2) טובה יותר עם התיבה הרובוטית.
ה-3 המתוחה מקבלת גרסה חדשה של ממשק ה-iDrive השנוי במחלוקת, הפועל בסיוע צג מרכזי חדש וגדול דרכו ניתן לגשת לכל העולם בערך בגרסאות ואופציות שונות של מערכות תקשורת, ניווט וסיוע מודרך בהתאם לשוק הספציפי. בין היתר מוצעת אפשרות גלישה בלתי-מוגבלת באינטרנט (כשהרכב נייח, כמובן) דרך מערכת ConnectedDrive חדשה. ניתן אפילו לתכנן מסלול נסיעה באמצעות האינטרנט ולהזינו ישירות למערכת הניווט.
עוד אופציה לדשה היא הגה אקטיבי, שעד עתה הוצע בסדרות הגדולות והיקרות יותר.