Die BMW 320i Limousine war der Einstieg in die Welt der Sechszylinder-Benzinmotoren der BMW 3er Reihe. Bei der Einführung 1998 hatte sie den M52TÜ-Motor verbaut. Er hatte Doppel-VANOS und zusätzliche Katalysatoren in den Abgaskrümmern, um die Umweltverträglichkeit zu verbessern. Im Jahr 2001 kam ein gänzlich neuer Motor zum Einsatz (M54B22), der aber technisch sehr eng mit seinem Vorgänger verwandt war. Auch er hatte eine stufenlose Nockenwellenverstellung für Ein- und Auslassventile und einen Leichtmetall-Zylinderkopf. Die Leistungssteigerung von 150 auf 170 PS war vor allem auf die Verbesserung der Luftströmung innerhalb der Ein- und Auslasskanäle zurückzuführen. Die BMW 320i Limousine wurde ausschließlich in München, Dingolfing, Regensburg und Rosslyn (Südafrika) gebaut.