Nejmarkantnější změna v historii M3 přišla v prosinci roku1989. V té době se začal montovat do M3 motor o obsahu 2.5l. Nešlo však o pouhou změnu obsahu. Vrtání bylo zvětšeno na 95 mm (více prostoru v bloku už opravdu nebylo) a stejně tak byl zvětšen zdvih kliky. Další změny: větší sací ventily plněné sodíkem, větší výfukové ventily, chlazení pístů zespodu olejovými tryskami, nové vačky (282 st.). Výkon se pohyboval na hranici 238 koní při 7000 ot./min, což znamenalo úctyhodných takřka 100 koní na litr - v té době nevídaná hodnota. To platí v podstatě dodnes. Jízdní výkony byly také o něco lepší: 0-100 za 6,5 s. při stálém převodu 3,15:1. Brzdové třmeny a kotouče byly vyrobeny z odolnějšího materiálu. Zvenčí jste si nemohli nevšimnout dalších podstatných změn. U zadního křídla přibylo menší nastavitelné křidélko vysunovací ve třech polohách. U předního nárazníku bylo instalované podobné, vysunovací dopředu také ve třech polohách. Při maximálním vysunutí vpředu i vzadu bylo dosaženo nulového vztlaku vepředu a vzadu velkého přítlaku. V předním nárazníku chyběly mlhovky a místo nich byly tzv. náfuky k brzdám pro jejich lepší chlazení. Modifikované přední podběhy nyní mohly pojmout až 18 palcová kola. Předek byl zároveň snížen o 10mm a přední brzdy byly vyrobeny z odolnějšího vylepšeného materiálu.. Interieru dominovaly nová, zcela odlišná sedadla s integrovanou opěrkou hlavy a lepším bočním vedením. Čalouněny byly antracit-pruhovanou M látkou. Obvod volantu, řadicí páka a rukojeť ruční brzdy pokrývala semišová látka. Prahý dveří nyní kryla lišta s logem M3. Ve standardu byla klimatizace a elektricky ovládaná okna. Větší váha vozu byla kompenzována menším objemem palivové nádrže. Šťastný kupec vybíral mezi barvami Jet Black a Brilliant Red, obě s kontrastním barevným pruhem v náraznících. Od 12/89 – 4/1990 bylo vyrobeno 600 ks verze Sport EVO. Každý kus měl číslovanou plaketku na středové konzoli.