Im April 1997 stellte BMW den Händlern eine neue Variante des BMW Z3 mit Reihensechszylindermotor vor: den BMW Z3 2.8. Bis zum Modelljahr 1999 wurde ein Reihensechszylinder mit vier Ventilen pro Zylinder und variabler Nockenwellensteuerung für die Einlassnockenwelle verbaut (M52B28). Ab Februar 1999 wurde eine technisch überarbeitete Version des Motors mit Doppel-VANOS und DISA verbaut (M52TU). Ebenfalls 1999 kommt für den BMW Z3 2.8 eine optische Modellüberarbeitung. Der BMW Z3 2.8 war bis zur Einführung des M roadsters das Topmodell der Z3 Reihe. Dadurch hat es auch eine gehobenere Serienausstattung. Bis zum Produktionsende im September 2000 liefen über 50.600 Fahrzeuge dieses Typs vom Band.