アメリカンルマンシリーズ（ALMS）のGTクラスに参戦するために10台のみが生産された、M3のホモロゲーションモデルがGTR。大きな特徴はエンジンで、強力なライバルと戦うために標準モデルの直6 3.2LからV8 4.0Lへと換装されている。ドライサンプを採用したP60B40型のオールアルミV8エンジンはM3 GTRだけに搭載された特別なもので、排ガスと騒音規制をクリアするために350馬力、37.2kg-mにデチューンされていた。後席やエアコンなどの快適装備は廃され、カーボン部品を多用したことで車重は1350kgと軽量に仕上げられた。M3 GTRは目論見通り2001年のALMS GTクラスを制し、またニュルブルクリンク24時間レースなどでも活躍した。
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