Uzina principală a grupului BMW din Munchen a fost centrul de producție al Seria 3 încă din 1975. Chiar de la debutul modelului, BMW Group s-a angajat într-o producţie flexibilă, facilitată de tehnologii moderne, cum ar fi sistemele de transport aeriene şi maşinile de sudură liber programabile. Un atelier de caroserii complet automatizat a fost inaugurat la uzina din Munchen în 1982 pentru a doua generaţie a BMW Seria 3.
În 1980 producţia BMW Seria 3 s-a extins de la uzina din Munchen la cea din Dingolfing, iar mai târziu, în 1986, la fabrica din Regensburg. BMW Seria 3 a oferit, de asemenea, impulsul pentru internaţionalizarea producţiei mărcii. În anii `80 au fost înfiinţate linii de producţie suplimentare în alte locaţii, inclusiv la Rosslyn (Africa de Sud, din 1984) şi Spartanburg (SUA, din 1994). Acestea au permis aprovizionarea locală pentru pieţele respective şi au pus bazele unei prezențe globale a companiei – astăzi, o caracteristică-cheie a reţelei de producţie BMW Group.
De la deschiderea fabricii din Regensburg BMW Seria 3 a servit ca model-test pentru toate noile fabrici BMW – cu excepţia fabricii din Debrecen. Uzinele din Spartanburg, Leipzig şi San Luis Potosí, precum şi joint venture-ul BBA din China, toate au avut BMW Seria 3 ca prim model produs.
De-a lungul deceniilor, diverse variante ale Seria 3 – de la sedanuri şi decapotabile la versiuni Touring şi M – au fost produse cu flexibilitate maximă în aproape toate fabricile BMW Group. Diverse variante şi diferite tehnologii de propulsie – automobile cu motoare cu ardere internă, sisteme plug-in hybrid şi sisteme de propulsie electrice – provin de pe aceeaşi linie de asamblare.
Astăzi, a şaptea generaţie a BMW Seria 3 este produsă la uzine ale grupului german din Munchen (Germania), Shenyang (China), San Luis Potosí (Mexic), Chennai (India), Rayong (Thailanda) şi Araquari (Brazilia), dar şi la fabrici partenere din alte ţări.
Acum, la final de 2025, pregătirile pentru a opta generaţie a BMW Seria 3 sunt în plină derulare. O versiune electrică a acestui model va fi intra în producţie la uzina din Munchen începând cu a doua jumătate a anului 2026. Ulterior, producția modelului va fi preluată și de fabricile din China și Mexic. De asemenea, este planificată o revenire a BMW Seria 3 la uzina din Dingolfing.