In 2002 heeft BMW de S50B30-motor van de derde generatie E46 M3 geüpgraded en deze de S54B32 genoemd.
Hij is uitgerust met een 3,2-zes-in-lijnmotor met natuurlijke aanzuiging en versterkte motorcomponenten, een dubbel VANOS-systeem aan zowel de inlaat- als de uitlaatzijde, elektronische gasklep en nieuwe elektronische programmering. Dankzij deze verbeteringen kon hij een maximaal vermogen van 256 kW (348 pk) en een maximumkoppel van 365 Nm bereiken, wat resulteerde in een specifiek vermogen van 80 kW per liter (108 pk per liter). In die tijd was het BMW's krachtigste atmosferische motor met het hoogste specifieke vermogen, en het was ook de laatste generatie zes-in-lijn motoren met natuurlijke aanzuiging die in de M3 werden gebruikt. Als enige overgebleven juweeltje in de BMW Z-car line-up, werd deze motor ook geïnstalleerd in het Z4 M-model dat in 2006 werd uitgebracht.
BMW verklaarde ooit zelfverzekerd dat het geen turbotechnologie zou gebruiken, maar moest uiteindelijk een compromis sluiten vanwege de marktvraag. In 2008, met de introductie van de vierde generatie M3 uitgerust met de S65B40A 4.{6}}liter V8-motor, kondigde BMW aan dat de legendarische S54B32-motor zijn historische missie had volbracht en officieel met pensioen ging. Dit nieuws deed BMW M3-enthousiastelingen over de hele wereld bijna zuchten van teleurstelling.
