Tidak seperti model X3 dan X4 standard, kedua-dua X3 M dan X4 M kini didatangkan dengan enjin S58 3.0 liter enam silinder sebaris turbo berkembar yang menampilkan penggunaan kepala silinder yang dicetak secara 3D serta crankshaft forged ringan daripada model M3 dan M4.
Perubahan ini menyumbang kepada peningkatan daya kilas sebanyak 18 Nm pada model X3 M dan X4 M, dan 50 Nm pada model Competition dan mengekalkan angka kuasa kuda seperti model terdahulu.
Secara keseluruhan, BMW X3 M dan X4 M berupaya menghasilkan 473 hp dan 620 Nm sementara model Competition pula menghamburkan kuasa setinggi 503 hp dan 649 Nm.
Pecutan 0-96 km/j pula dipertingkatkan dengan tempoh masa 3.9 saat untuk model X3 M dan X4 M, sementara model Competition pula 3.7 saat.
Kelajuan maksimum pula dihadkan secara elektronik kepada 250 km/j dan boleh dianjakkan kepada 285 km/j menggunakan M Driver's Package.
Kuasa itu disalurkan kepada sistem pacuan semua roda dengan kecenderungan kepada gandar belakang menerusi transmisi automatik ZF lapan kelajuan.
Sama seperti BMW X3 dan X4 standard, kedua-dua SUV M ini turut mendapat gril buah pinggang yang lebih besar dimensinya, lampu belakang X3 M yang lebih sibuk grafiknya sementara lampu utama pula lebih slim dan garang.
Ruang kabin pula menempatkan tempat duduk baharu bagi kedua-dua model M, konsol tengah yang direka semula, serta opsyen Driving Assistance Professional yang boleh dipilih.