Leta 2002 je BMW nadgradil motor S50B30 tretje generacije E46 M3 in ga poimenoval S54B32.
Ima 3.2-litrski vrstni šestvaljnik z atmosferskim polnjenjem z ojačanimi komponentami motorja, dvojnim sistemom VANOS na sesalni in izpušni strani, elektronskim plinom in novim elektronskim programiranjem. Te izboljšave so mu omogočile, da je dosegel največjo moč 256 kW (348 KM) in največji navor 365 Nm, kar je povzročilo specifično moč 80 kW na liter (108 KM na liter). Takrat je bil to BMW-jev najmočnejši atmosferski motor z največjo specifično izhodno močjo in je bila tudi zadnja generacija vrstnih šestvaljnih atmosferskih motorjev, uporabljenih v M3. Kot edini preostali dragulj v liniji BMW Z-car je bil ta motor vgrajen tudi v model Z4 M, izdan leta 2006.
BMW je nekoč samozavestno izjavil, da ne bo uporabljal tehnologije turbinskega polnjenja, vendar je sčasoma moral popustiti zaradi povpraševanja na trgu. Leta 2008 je BMW s predstavitvijo četrte generacije M3, opremljenega s 40-litrskim motorjem V8 S65B40A, objavil, da je legendarni motor S54B32 zaključil svojo zgodovinsko nalogo in se uradno upokojil. Ta novica je ljubitelje BMW M3 po vsem svetu skoraj vzdihnila razočarano.
