BMW M3 CS F80 adalah model M3 terakhir dan paling ganas yang akan dihasilkan menggunakan asas 3 Series F30. Selepas ini ia akan diganti dengan M3 G80, iaitu model yang menggunakan asas daripada 3 Series G20 yang akan diperkenalkan pada hujung tahun ini.

Sama seperti model versi coupe iaitu M4 CS, M3 CS ini dikuasakan oleh enjin petrol enam silinder sebaris 3.0 liter yang mampu menghasilkan 460 hp pada 6,250 rpm dan 600 Nm tork pada antara 4,000 hingga 5,380 rpm. Jumlah ini adalah lebih banyak 10 hp/50 Nm berbanding M3 biasa dengan Competition Package.

Melengkapkan peningkatannya adalah transmisi klac berkembar M DCT dengan sistem Drivelogic dan penyejuk minyak khas. Kuasa disampaikan ke roda belakang, dan ia mampu melakukan pecutan 0-100 km/j dalam masa 3.9 saat, dengan laju maksimum yang dihadkan pada 280 km/j. M3 CS juga dilengkapkan dengan pakej M Driver secara standard.

Kelengkapan prestasi lain yang terdapat pada M3 CS ini adalah suspensi Adaptive M, Dynamic Stability Control dengan Dynamic Mode, Active M Differential, brek anti pudar M (angkup empat piston di hadapan dan dua piston di belakang), double-joint spring strut axle di hadapan dan gandar sambungan five-link di belakang.

Beberapa bahagian di luar kenderaan ini dibuat daripada plastik yang diperkuat dengan gentian karbon, sekaligus dapat menjadikan ia lebih ringan. Lima warna luar ditawarkan iaitu Alpine White, San Marino Blue Metallic, Lime Rock Grey Metallic, Frozen Dark Blue II Metallic dan Black Sapphire Metallic.