Im Jahr 2002 verbesserte BMW den S50B30-Motor der dritten Generation des E46 M3 und nannte ihn S54B32.
Es verfügt über einen 3,{1}Liter-Reihensechszylinder-Saugmotor mit verstärkten Motorkomponenten, ein Doppel-VANOS-System auf der Einlass- und Auslassseite, eine elektronische Drosselklappe und eine neue elektronische Programmierung. Durch diese Weiterentwicklungen konnte eine maximale Leistung von 256 kW (348 PS) und ein maximales Drehmoment von 365 Nm erreicht werden, was zu einer spezifischen Leistung von 80 kW pro Liter (108 PS pro Liter) führte. Er war seinerzeit der leistungsstärkste Saugmotor von BMW mit der höchsten spezifischen Leistung und zugleich die letzte Generation der im M3 eingesetzten Reihensechszylinder-Saugmotoren. Als einziges verbliebenes Schmuckstück der BMW Z-Modellpalette wurde dieser Motor auch im Z4 M-Modell aus dem Jahr 2006 verbaut.
BMW erklärte einst selbstbewusst, dass man auf die Turboaufladungstechnologie verzichten werde, musste aber aufgrund der Marktnachfrage schließlich Kompromisse eingehen. Im Jahr 2008 gab BMW mit der Einführung des M3 der vierten Generation, der mit dem 4,{6}Liter-V8-Motor S65B40A ausgestattet war, bekannt, dass der legendäre S54B32-Motor seine historische Mission erfüllt hatte und offiziell in den Ruhestand ging. Diese Nachricht ließ BMW M3-Enthusiasten auf der ganzen Welt fast vor Enttäuschung aufatmen.
