Ab Modelljahr 1962 bis zum Produktionsende im November 1963 vermarktete BMW das Spitzenmodell der BMW 502 Baureihe als BMW 3200 S. Die Leistung wurde um 20 auf nun 160 PS angehoben. Damit erreichte der Wagen eine Höchstgeschwindigkeit von 190 km/h und der BMW 3200 S war damit die schnellste deutsche Limousine seiner Zeit. Markant waren die neuen, jetzt runden Rückleuchten, die sich die Modelle 2600 L, 3200 L und 3200 S teilten. Wie auch diese konnte der BMW 3200 S ab Herbst 1962 auf Wunsch auch mit Mittelschaltung geliefert werden.