Prendendo come base il 2 litri utilizzato in formula 2 i tecnici della Motorsport ne modificarono la testata e la distribuzione, adottando per la prima volta su un modello della Serie 3 la configurazione a 4 valvole per cilindro. Inoltre il propulsore subì una profonda operazione di rialesatura, volta ad aumentarne la cilindrata. Da queste premesse nacque, alla fine del 1986, la prima serie della M3 derivata dalla Serie 3 E30.

Presentata al Salone di Francoforte del 1985, la M3 si distingueva nettamente dal resto della gamma della Serie 3: oltre ad una carrozzeria estremamente elaborata (spoiler, appendici aerodinamiche, grande alettone posteriore, parafanghi allargati, cofano bagagliaio e montante posteriore modificati), la M3 poteva contare su un nuovo motore 4 cilindri in linea 16 valvole di 2.302 cc da 195 CV (143 kW) a 6.750 giri/min nella versione catalizzata e da 200 CV in quella priva di catalizzatore. Anche l'impianto frenante (a 4 dischi autoventilati con ABS), sospensioni, cambio e assetto vennero adeguate alle maggiori prestazioni e alla prospettiva di un uso agonistico. La M3 così equipaggiata raggiungeva una velocità massima di 235 km/h, testimoniando il notevole lavoro svolto dalla Motorsport. La prima prova su pista fu fissata però solo nella primavera del 1986, presso il Circuito del Mugello.