Koncepcja limitowanej edycji modelu BMW M3 CS polega na stworzeniu samochodu, którego prowadzenie ma dać ponad przeciętne wrażenie. Aby to uzyskać, potrzebą było wyśrubowanie osiągów auta. Konstruktorzy postanowili to osiągnąć poprzez zmniejszenie masy auta przy podwyższonej mocy silnika. Do napędu zastosowano 6-cylindrowy silnik rzędowy o mocy 405 kW (550 KM), 8-stopniową skrzynię M Steptronic oraz inteligentny napęd na wszystkie koła M xDrive. Taka konfiguracja umożliwia przyspieszenie od 0 do 100 km/h w 3,4 s.
Zmodyfikowana wersja wysokoobrotowego 6-cylindrowego silnika rzędowego z technologią M TwinPower Turbo opracowanego do BMW M3 i BMW M4. Główną modyfikacją jest przy tym zwiększenie maksymalnego ciśnienia doładowania z obu turbosprężarek mono scroll z 1,7 do 2,1 bara oraz specjalny program sterownika silnika. Również charakterystyczne dla tego modelu jest twardsze mocowanie silnika, które zapewnia bardzo sztywne połączenie jednostki napędowej z konstrukcją pojazdu. Skutkiem tego jest jeszcze szybsza reakcja silnika i bezpośrednia transmisja napędu. Silnik nowego BMW M3 CS osiąga maksymalny moment obrotowy 650 Nm już od 2750 aż do 5950 obr/min. Maksymalną moc uzyskuje przy 6250 obr/min, a odcięcie obrotów następuje przy 7200 obr/min.
Moc silnika nowego BMW M3 CS przenoszona jest przez 8-stopniową skrzynię M Steptronic z Drivelogic obsługiwaną charakterystyczną dla M dźwignią biegów na konsoli środkowej oraz karbonowymi łopatkami na kierownicy. Przycisk Drivelogic w dźwigni biegów pozwala na zmianę charakterystyki zmiany biegów. Do wyboru jest ustawienie komfortowe, sportowe oraz zoptymalizowane do jazdy na torze wyścigowym.
W menu M Setup kierowca może oprócz podstawowego trybu 4WD wybrać tryb 4WD Sport, w którym na tylne koła przekazywana jest jeszcze większa część napędu. Po wyłączeniu układu DSC (Dynamic Stability Control) dostępny jest również tryb 2WD – napęd wyłącznie na tylne koła. Przekierowanie pełnej mocy silnika na tył i wyłączenie stabilizacji jazdy pozwala doświadczonym kierowcom cieszyć się niezwykle angażującymi wrażeniami z jazdy.
BMW M3 CS przyspiesza od 0 do 100 km/h w 3,4 s, a od 0 do 200 km/h w 11,1 s. Przyspieszenie od 80 do 120 km/h wynosi 2,6 s (na 4. biegu) lub 3,3 s (na 5. biegu). Prędkość maksymalna BMW M3 CS wyposażonego standardowo w pakiet M Driver jest ograniczona elektronicznie do 302 km/h.