2002-ben a BMW továbbfejlesztette a harmadik generációs E46 M3 S50B30 motorját, és elnevezte S54B32-nek.
3{1}}literes soros, hatos szívómotorral rendelkezik megerősített motorkomponensekkel, dupla VANOS rendszerrel a szívó- és kipufogóoldalon, elektronikus fojtószeleppel és új elektronikus programozással. Ezek a fejlesztések lehetővé tették, hogy 256 kW (348 LE) maximális teljesítményt és 365 Nm maximális nyomatékot érjen el, ami 80 kW/liter (108 LE/liter) fajlagos teljesítményt eredményezett. Abban az időben ez volt a BMW legerősebb szívómotorja a legnagyobb fajlagos teljesítménnyel, és ez volt az M3-ban használt soros, 6 szívómotor utolsó generációja. A BMW Z-autók választékának egyetlen megmaradt gyöngyszemeként ezt a motort a 2006-ban kiadott Z4 M modellbe is beépítették.
A BMW egyszer magabiztosan kijelentette, hogy nem alkalmaz turbófeltöltési technológiát, de végül a piaci kereslet miatt kompromisszumot kellett kötnie. 2008-ban, az S65B40A 40-literes V8-as motorral felszerelt, negyedik generációs M3 bemutatásával a BMW bejelentette, hogy a legendás S54B32 motor befejezte történelmi küldetését, és hivatalosan is visszavonult. Ez a hír szinte csalódottan sóhajtott fel a BMW M3-rajongókat szerte a világon.
