BMW fabricó de forma limitada (menos de 1,400 unidades) de M3 CSL (E46) entre junio y diciembre de 2003. El CSL, coupé deportivo ligero en inglés, recibió una agresiva campaña de reducción de peso, más potencia (hasta 360 cv), y más agudas características de manejo que el M3 estándar, como los neumáticos de velocidad. Por el exterior el CSL se distingue de su hermano por un juego de llantas BBS CH 19", un spoiler trasero integrado en la carrocería y un orificio de entrada de aire mayor en el lado izquierdo del parachoques delantero. La perdida de peso fue conseguida por medio del uso de un techo de fibra de carbono, tapa de combustible de fibra en carbono, escape más liviano, luneta trasera más fina, paneles interiores de las puertas en fibra de carbono y consola, asientos de competición ligeros, y la desaparición de los airbags laterales. Otras características disponibles en el M3 como equipamiento estándar como el aire acondicionado y la radio fueron también quitadas, aunque esas opciones podrían ser añadidas a gusto del propietario. La transmisión SMG II secuential manual gearbox(transmisión manual secuencial) fue integrada de serie. Debido a los pocos que se produjeron y las complicaciones para la aprobación del DOT y la EPA estándares para el mercado de Norteamérica, BMW nunca exporto el CSL a los Estados Unidos, aunque si bien algunas partes de él estuvieron disponibles en el M3 como parte de un paquete opcional de competición.
Mientras el CSL fue comparable en prestaciones al Ferrari's 360 pero por la mitad de precio, esta versión del M3 es frecuentemente criticada por ser demasiado orientada a la competición y significativamente más cara que el modelo estándar. Enfocada en la perdida de peso, el CSL se convirtió en un menos "automóvil de todos los días" que el M3 que es conocido por ello. Otra critica fue la indisponibilidad de una transmisión manual.
