Prva generacija, E21, predstavljena je 1975. godine kao zamjena za dotadašnje modele, 1500 i 2002 kupe. Ovaj automobil imao je karoseriju sportske limuzine, a proizvodio se u verziji sa dvoja vrata.

Na početku, najsnažnija verzija 320 imala je motor snage 109 ks. Već prva generacija Serije 3 pokazala se kao veoma uspešan model, tako da je poslije šest godina proizvodnje sa trake sišao milioniti automobil.

Naslednik se pojavio 1982. godine. Ovaj BMW imao je savremeniju i elegantniju liniju.

U početku se izrađivao u verziji sa dvoja vrata, da bi već 1983. bio predstavljen model sa četvoro vrata, a zatim i prvi kabriolet i karavan Serije 3.

Druga generacija značajna je i po tome što je u okviru nje prvi put lansirana M verzija jedne "trojke", ali i redni šestocilindrični dizel motor.

Model treće generacije Serije 3 koji se pojavio 1990. donio je novi, aerodinamičniji dizajn i drugačiju siluetu koju karakteriše zakošena hauba i nešto uzdignutiji zadnji dio automobila.

Četvrta generacija pojavila se 1998. godine.

Ovaj automobil imao je idealan raspored mase po osovinama u odnosu 50:50.

BMW je 2005. predstavio petu generaciju Serije 3, uz dodatno unapređena dizajnerska i tehnološka rješenja, zahvaljujući kojima je na auto-salonu u Njujorku dobio nagradu za Svjetski automobil godine.

Šesta generacija popularne "trojke" prikazana je prvi put u javnosti u oktobru 2011. u Minihenu.

Početkom maja 2015, na 40. rođendan Serije 3, stigla je i restilizovana verzija da upotpuni jubilej.

Aktuelna, sedma generacija BMW-ove "trojke" debitovala je na Sajmu automobila u Parizu, u jesen 2018.

Limuzinska verzija je porasla u odnosu na prethodnika, ali je automobil istovremeno postao lakši i do 55 kg, u zavisnosti od verzije. BMW se pohvalio da je koeficijent otpora vazduha ovog automobila 0,26.

Godinu dana kasnije, u junu 2019, predstavljena je i karavan verzija.