E46 kom på markedet i slutningen af april 1998, ligesom normalt hos BMW først kun som sedan, med modificerede seks- og firecylindrede benzinrækkemotorer. Med M47-dieselmotoren byggede BMW for første gang en dieselmotor med direkte indsprøjtning. I april 1999 kom en coupéudgave og kort tid efter den sekscylindrede dieselmotor M57, først kun i sedanmodellen, og i den i oktober 1999 introducerede og som normalt af BMW Touring betegnede stationcar. Cabrioletmodellen fulgte i april 2000. I juni 2000 kom med 330i den første M54-motor, og i efteråret 2000 blev de andre M52TÜ-motorer afløst af stærkere M54-motorer. I juni 2001 kom en Compact på basis af E46. For første gang kom der motorer med det nye Valvetronic, som i det få måneder senere begyndende nye modelår også blev monteret i de øvrige E46-versioner. Optisk adskilte Compact sig både foran og bagpå fra de andre karrosserivarianter.  Facelift I september 2001 fik sedan og Touring et facelift, hvor optikken blev lænet mod den året før modificerede 5-serie, dog ikke med ringe om positionslysene. Samtidig introduceredes en ny generation firecylindrede motorer med den variable ventilstyring Valvetronic. Den faceliftede model kunne kendes på de anderledes formede for- og baglygter og de fladere, bredere og øverst kantede BMW-nyrer. I marts 2003 blev Coupé og Cabriolet modificeret, men adskilte sig lidt optisk fra sedanmodellen. Modellerne M3 og M3 CSL fik i deres samlede byggetid intet facelift. Kun baglygterne blev erstattet af let modificerede lygter med LED-teknik. Også Compact fik i marts 2003 en optisk opfriskning, hvor baglygterne af klart glas blev erstattet af komplet røde baglygter. Dog kunne E46 Compact ikke fortsætte forgængerens succes og blev et flop. Produktionen blev indstillet i december 2004 efter kun tre års byggetid. BMW lærte af fejlen og konstruerede som efterfølger BMW 1-serien, en selvstændig modelserie som i den lille mellemklasse konkurrerer med bl.a. Audi A3 og Volkswagen Golf. I marts 2005 introduceredes efterfølgeren for sedanmodellen, E90. Touring-modellen, E91, fulgte i september 2005, Coupé (E92) i september 2006 og Cabriolet (E93) i marts 2007.