เครื่องยนต์ M50B20 ขนาด 1,991 ซีซี (121.5 ลูกบาศก์นิ้ว)เปิดตัวพร้อมกับ 520i ในปี 1990 มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ 80 มม. (3.15 นิ้ว) ระยะชัก 66มม . ( 2.60 นิ้ว ) และให้กำลัง110กิโลวัตต์(150 แรงม้า; 148 แรงม้า)อัตราส่วนกำลังอัดคือ 10.5:1 ^{[ 8 ]}          

การใช้งาน:

• E34 520i ปี 1990-1992
• E36 320i ปี 1991-1995

เครื่องยนต์ M50B20 ได้รับการปรับปรุงด้วย VANOS เดี่ยวในปี 1992 แรงบิดสูงสุดสามารถทำได้ที่ 4,200 รอบต่อนาที^{[ 8 ]}ให้กำลัง 110 กิโลวัตต์ (150 แรงม้า; 148 แรงม้า)ที่ 5,900 รอบต่อนาที และ แรงบิด 190 นิวตันเมตร (140 ปอนด์-ฟุต)ที่ 4,200 รอบต่อนาที อัตราส่วนการบีอัดเพิ่มขึ้นเป็น 11.0:1     

การใช้งาน:

• E36 320i ปี 1992-1994
• E34 520i ปี 1992-1996

นี่คือ เครื่องยนต์ ขนาด 2,394 ซีซี (146.1 ลูกบาศก์นิ้ว)ที่ใช้ในตลาดประเทศไทยและโอเชียเนีย^{[ 9 ]}โดยอิงจากเครื่องยนต์M50B25TÜ ขนาด 2,494 ซีซี (2.5 ลิตร) ที่ลด ระยะชักลงเหลือ72 มม. (2.83 นิ้ว)และให้กำลัง138 กิโลวัตต์ (188 แรงม้า; 185 แรงม้า)ที่ 5,900 รอบต่อนาที และ แรงบิด 240 นิวตันเมตร (180 ปอนด์-ฟุต)ที่ 4,200 รอบต่อนาที อัตราส่วนการอัดคือ 10.5:1            

การใช้งาน:

• 1993-1995 E36 325iA/2.4
• 1992-1996 E34 525iA/2.4

เครื่องยนต์ M50B25 ขนาด 2,494 ซีซี (152.2 ลูกบาศก์นิ้ว)เปิดตัวพร้อมกับรุ่น 525i และ 525ix ในปี 1990 มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ84 มม. (3.31 นิ้ว)ระยะชัก75 มม. (2.95 นิ้ว)และให้กำลัง141 กิโลวัตต์ (192 แรงม้า; 189 แรงม้า)ที่ 6,000 รอบต่อนาที และ แรงบิด 245 นิวตันเมตร (181 ปอนด์-ฟุต)ที่ 4,700 รอบต่อนาที^{[ 8 ]}อัตราส่วนการอัดคือ 10.0:1            

การใช้งาน:

• E34 525i, 525ix ปี 1990-1992
• E36 325i, 325is ปี 1991-1992

เครื่องยนต์ M50B25 ได้รับการปรับปรุงด้วย VANOS เดี่ยวในปี 1992 ส่งผลให้แรงบิดสูงสุดเกิดขึ้นที่ 4,200 รอบต่อนาที โดยให้กำลัง141 กิโลวัตต์ (192 แรงม้า; 189 แรงม้า)ที่ 5,900 รอบต่อนาที และ แรงบิด 250 นิวตันเมตร (180 ปอนด์-ฟุต)ที่ 4,200 รอบต่อนาที^{[ 8 ]}อัตราส่วนการบีอัดเพิ่มขึ้นเป็น 10.5:1     

การใช้งาน:

• E36 325i, 325is ปี 1993-1995
• E34 525i, 525ix ปี 1992-1996

ในปี พ.ศ. 2536 BMW Individual ได้สร้างแนวคิดของ BMW E34 530iX ที่เรียกว่า Enduro Touring โดยผลิตเพียงคันเดียวเท่านั้น ซึ่งมีเครื่องยนต์ M50B25TÜ ที่ได้รับการขยายขนาดกระบอกสูบและช่วงชัก ทำให้ปริมาตรกระบอกสูบรวมเพิ่มขึ้นเป็น 3.0 ลิตร กำลังและแรงบิดเพิ่มขึ้นเป็น181 กิโลวัตต์ (246 แรงม้า; 243 แรงม้า)และ316 นิวตันเมตร (233 ปอนด์-ฟุต)ตามลำดับ^{[ 10 ]}     

เครื่องยนต์ S50B30 ถูกนำไปใช้ในประเทศส่วนใหญ่ ยกเว้นสหรัฐอเมริกา^{[ b ]} เครื่องยนต์ S50B30 ให้กำลัง210 กิโลวัตต์ (286 แรงม้า; 282 แรงม้า)มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ86 มม. (3.39 นิ้ว)ระยะชัก85.8 มม. (3.38 นิ้ว)และอัตราส่วนกำลังอัด 10.8:1 ^{[ 14 ] [ 15 ]}รอบเครื่องยนต์สูงสุดอยู่ที่ 7,200 รอบต่อนาที เครื่องยนต์ S50 มีลิ้นปีก ผีเสื้อแยก แต่ละกระบอกสูบ ระบบวาล์วแปรผัน แบบ VANOS เดี่ยว (Variable Valve Timing on the Intake Camshaft) ระบบจัดการเครื่องยนต์ Bosch Motronic M3.3และระบบไอดีและไอเสียที่ได้รับการออกแบบใหม่^{[ 12 ] [ 16 ]}        

รุ่น "M3 GT" รุ่นลิมิเต็ดเอดิชั่นจากปี 1995 ผลิตได้220 กิโลวัตต์ (299 PS; 295 แรงม้า) [ ^{12 ] มี}เพลาลูกเบี้ยว ที่แตกต่างกัน และอ่างน้ำมันเครื่องและปั๊มน้ำมันที่ออกแบบใหม่   

การใช้งาน:

• E36 M3ปี 1992-1995 (ยกเว้นรุ่นที่จำหน่ายในสหรัฐอเมริกา)

ในสหรัฐอเมริกา รถยนต์E36 M3 รุ่นปี 1994-1995 ใช้เครื่องยนต์ S50B30US ขนาด2,990 ซีซี (182.5 ลูกบาศก์นิ้ว)ซึ่งให้กำลัง179 กิโลวัตต์ (243 แรงม้า; 240 แรงม้า) [ ^{12 ] [ 17 ] เครื่องยนต์}นี้มีความเกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ M50 มาตรฐานมากกว่า และมีอัตราส่วนการอัดเท่ากับ M50B25TÜ ^{[ 12 ]}แต่ใช้เพลาลูกเบี้ยว เพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ และลูกสูบที่แตกต่างกัน เส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ86 มม. (3.39 นิ้ว)ระยะชัก85.8 มม. (3.38 นิ้ว)และรอบสูงสุด 7,000 รอบต่อนาที^{[ 18 ]}           

เครื่องยนต์ S50B30US ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นการประนีประนอมเพื่อให้ E36 M3 กลายเป็นจริงได้ในสหรัฐอเมริกา ต่างจากในยุโรป E30 M3 ถูกมองว่าเป็นความล้มเหลวทางธุรกิจในอเมริกา ลูกค้าชาวอเมริกันไม่เห็นคุณค่าของรถคันนี้เมื่อเทียบกับ 325i และด้วยเหตุนี้ E30 M3 จึงขายได้ไม่ดีในสหรัฐอเมริกา โดยขายได้เพียงกว่า 5,000 คันเท่านั้น ในขณะที่ 325i ขายได้เกือบ 350,000 คัน ด้วยเหตุนี้ BMW อเมริกาเหนือจึงวางแผนที่จะยกเลิกแบรนด์ M ในสหรัฐอเมริกา และแผนการที่จะนำ E36 M3 เข้ามาในอเมริกาด้วย จนกระทั่ง Bob Roehmer บรรณาธิการของ BMW Car Club of America ได้สนับสนุนให้สมาชิก BMW CCA ส่งจดหมายไปยัง BMW อเมริกาเหนือเพื่อขอให้พวกเขานำรถรุ่นนี้เข้ามาในสหรัฐอเมริกา ซึ่งได้ผล โดยสมาชิก BMW CCA หลายคนสัญญาว่าจะซื้อ E36 M3 หากนำเข้ามาในสหรัฐอเมริกาในราคาที่เหมาะสม เพื่อแก้ไขข้อจำกัดนี้ Erik Wensberg ผู้จัดการแบรนด์ BMW M ในอเมริกาเหนือ จึงตัดสินใจถอดเครื่องยนต์ S50 สเปคยุโรปออก และแทนที่ด้วยเครื่องยนต์ M50 ที่ได้รับการปรับแต่งโดยแผนก BMW M เครื่องยนต์นี้จะกลายเป็น S50B30US และจะพบได้เฉพาะใน E36 M3 สเปคอเมริกาเท่านั้น^{[ 19 ]}

ในปี พ.ศ. 2539 เครื่องยนต์ S50B30US ถูกแทนที่ด้วย เครื่องยนต์ BMW S52 (เฉพาะในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา) เครื่องยนต์นี้เป็นรุ่นที่พัฒนามาจาก M52 และในขณะที่ยังคงกำลัง 240 แรงม้าเท่ากับ S50B30US แต่ได้แรงบิดเพิ่มขึ้น 11 ฟุตปอนด์ และปริมาตรกระบอกสูบเพิ่มขึ้นจาก 3000 ซีซี เป็น 3200 ซีซี^{[ 20 ]}

การใช้งาน:

• E36 M3ปี 1994-1995 (จำหน่ายเฉพาะในสหรัฐอเมริกา)

ในปี พ.ศ. 2538 เครื่องยนต์ S50B32 ได้เข้ามาแทนที่ S50B30 ในตลาดโลก^{[ c ]}กำลังขับเพิ่มขึ้นเป็น236 กิโลวัตต์ (321 แรงม้า; 316 แรงม้า) ^{[ 22 ]}และปริมาตรกระบอกสูบเพิ่มขึ้นเป็น3.2 ลิตร; 195.3 ลูกบาศก์นิ้ว(3,201 ซีซี)เนื่องจากระยะชักที่เพิ่มขึ้นเป็น91 มม. (3.58 นิ้ว)และเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็น86.4 มม. (3.40 นิ้ว ) ^{[ 23 ]}           

เครื่องยนต์ S50B32 มีระบบ VANOS สองตัว (ระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วแบบแปรผันบนเพลาลูกเบี้ยวทั้งสอง) และมีการเพิ่มระบบดูดน้ำมันตัวที่สอง^{[ 24 ]}อัตราส่วนการอัดอยู่ที่ 11.3:1 และรอบเครื่องยนต์สูงสุดอยู่ที่ 7,600  รอบต่อนาที^{[ 25 ]}ระบบจัดการเครื่องยนต์คือ Siemens MSS50 พร้อมเซ็นเซอร์ตรวจจับการน็อค 3 ตัว

การใช้งาน:

• BMW M3 (E36)ปี 1995-1999 (ยกเว้นแคนาดาและสหรัฐอเมริกา)
• รถยนต์ BMW M Coupé และ M Roadster รุ่นปี 1996-2000 (ยกเว้นแคนาดาและสหรัฐอเมริกา)