2002. gadā BMW modernizēja trešās paaudzes E46 M3 S50B30 dzinēju un nosauca to par S54B32.
Tam ir 32-litru sešrindu atmosfēriskais dzinējs ar pastiprinātiem dzinēja komponentiem, Double VANOS sistēma gan ieplūdes, gan izplūdes pusēs, elektroniskā droseļvārsts un jauna elektroniskā programmēšana. Šie uzlabojumi ļāva tam sasniegt maksimālo jaudu 256 kW (348 ZS) un maksimālo griezes momentu 365 Nm, kā rezultātā īpatnējā jauda bija 80 kW uz litru (108 ZS uz litru). Tolaik tas bija BMW jaudīgākais atmosfēriskais dzinējs ar vislielāko īpatnējo jaudu, un tā bija arī pēdējā sešu rindas atmosfērisko dzinēju paaudze, ko izmantoja M3. Kā vienīgais atlikušais dārgakmens BMW Z-automobiļu klāstā šis dzinējs tika uzstādīts arī 2006. gadā izlaistajā Z4 M modelī.
BMW reiz pārliecinoši paziņoja, ka neizmantos turbokompresora tehnoloģiju, taču galu galā nācās piekāpties tirgus pieprasījuma dēļ. 2008. gadā, ieviešot ceturtās paaudzes M3, kas aprīkots ar S65B40A 4.{6}}litru V8 dzinēju, BMW paziņoja, ka leģendārais S54B32 dzinējs ir pabeidzis savu vēsturisko misiju un oficiāli aizgājis pensijā. Šīs ziņas lika BMW M3 entuziastiem visā pasaulē gandrīz nopūsties vīlušies.
