В 2002 году BMW модернизировала двигатель S50B30 третьего поколения E46 M3 и назвала его S54B32.
Он оснащен 3,2-рядным шестицилиндровым двигателем без наддува с усиленными компонентами двигателя, двойной системой VANOS на стороне впуска и выпуска, электронной дроссельной заслонкой и новым электронным программированием. Эти усовершенствования позволили достичь максимальной выходной мощности 256 кВт (348 л.с.) и максимального крутящего момента 365 Нм, в результате чего удельная выходная мощность составила 80 кВт на литр (108 л.с. на литр). В то время это был самый мощный атмосферный двигатель BMW с самой высокой удельной мощностью, а также последнее поколение рядных шестицилиндровых атмосферных двигателей, используемых в M3. Как единственная оставшаяся жемчужина в линейке автомобилей BMW Z, этот двигатель также был установлен в модели Z4 M, выпущенной в 2006 году.
BMW однажды уверенно заявила, что не будет использовать технологию турбонаддува, но в конечном итоге была вынуждена пойти на компромисс из-за рыночного спроса. В 2008 году, представив модель M3 четвертого поколения, оснащенную 4,0-литровым двигателем V8 S65B40A, компания BMW объявила, что легендарный двигатель S54B32 завершил свою историческую миссию и был официально снят с производства. Эта новость заставила энтузиастов BMW M3 по всему миру чуть ли не вздохнуть от разочарования.
