Három év után átfogó modellfrissítést hajtott végre a BMW az F30-as kódnevű 3-as sorozaton. Csak minimálisan változott a külső megjelenés, az orr-részen új, átdolgozott légbeömlőkkel ellátott kötény hangsúlyozza a jármű szélességét, miközben az aktív tempomat érzékelője a középső légbeömlőbe költözött. Az új 3-as BMW-hez széria a LED-es hátsó lámpa, és opcionális extraként érhetők el az új, full-LED-es első fényszórók is. Javított anyaghasználatával és a belső vezérlők, a légbeömlők, illetve a középkonzol krómozott felületeivel az utastér még jobb minőségű lett. Megjelent az extralistán az újgenerációs navigációs rendszer, az LTE mobilkapcsolat, és a teljesen színes Head Up Display is.

A legfontosabb újdonság a motorkínálatban, hogy a 318i-t ezentúl egy 1,5 literes, 136 lóerős háromhengeres turbómotor hajtja, amely 8,9 másodperces gyorsuláshoz és 210 km/h-s végsebességhez elegendő. A 320i-ben mutatkozik be a vadonatúj, 184 lóerős négyhengeres turbómotor, ugyanez az erőforrás a 328i-t váltó 330i-ben már 252 lóerőt és 350 Nm-t ad le. A csúcsot már a szintén új, 335i-t váltó 340i jelenti, amelynek háromliteres, soros hathengeres turbómotorja 326 lóerős, a nyomatéka pedig 450 Nm. Ez a változat a nyolcfokozatú automatikus váltóval 5,1 másodperc alatt gyorsul fel 100 km/h-ra, a végsebessége csak az elektronikus leszabályozás miatt 250 km/h.

A dízelek választéka a 116 lóerős 316d-től a 313 lóerős 335d-ig terjed, a legnépszerűbb motor, a 320d teljesítménye 184-ről 190 lóerőre nőtt. A takarékosságra hangolt, 163 lóerős 320d EfficientDynamics Edition a nyolcfokozatú automatikus váltóval és az alacsony gördülési ellenállású gumiabroncsokkal szerelve csupán 3,8 liter gázolajat fogyaszt 100 kilométerenként. Újdonság a 330e nevű konnektoros hibrid, amelynek kombinált teljesítménye 252 lóerő, átlagfogyasztása 2,1 liter, elektromos üzemben mért hatótávolsága pedig 35 kilométer.

Fejlesztették a váltókat is. A hatsebességes manuális sebességfigyelő funkciója visszaváltásnál automatikus gázfröccsel segíti a simább váltást, a nyolcfokozatú automatikus váltóval pedig már egyszerre több fokozatnyi visszaváltás is lehetséges, a vitorlázó funkciójával pedig üzemanyagot lehet megtakarítani. A továbbfejlesztett lengéscsillapítók a feszesebb futóművel és pontosabb kormányreakciókkal együtt a vezethetőségen javítanak.