Hibridna verzija nove Serije 3, kombinuje najnoviju BMW eDrive tehnologiju sa 2.0 litarskim turbo benzinskim, četvorocilindričnim agregatom. Snaga je raspoređena tako da benzinac proizvodi 184 ks (135 kW), a elektromotor ga nadopunjava sa dodatnih 68 ks (50 kW) uz opciju da nakratko, kada je to neophodno u određenim trenucima vožnje, isporuči čak 109 ks (80 kW). Zahvaljujući XtraBoost funkciji, koja je dostupna u Sport režimu vožnje, automobil će dobiti pomenutu, dodatnu snagu. Prema specifikacijama proizvođača, ukupna kombinovana snaga pogonskog sistema iznosi 252 ks, sa maksimalnim obrtnim momentom od 420 Nm, dok je za prenos snage do točkova zadužen osmobrzinski automatski Steptronic mjenjač.

Iz BMW-a navode da 330e korišćenjem samo baterija za pogon, može da pređe i do 60 km, a ovo je za 50% veća autonomija u odnosu na prethodni model, dok je maksimalna brzina u električnom modu 140 km/h. Prosječna potrošnja goriva u kombinovanom režimu vožnje iznosi svega 2l na pređenih 100 km, sa emisiom CO₂  od 39 g/km. Do stotke će ubrzati za 6 sekundi, a maksimalna brzina je ograničena na 230 km/h. Paket pogonskih baterija je smješten ispod sjedišta, a rezervoar za gorivo iznad zadnje osovine, što je smanjilo kapacitet prtljažnika u odnosnu na model sa konvencionalnim pogonom i on sada iznosi 375 litara.