El E46 GTR despertó a la vida en febrero de 2001, potenciado por un motor V8 de 4 L que producía 444 CV (la versión de competición—versión de calle producía 343 CV). Era diferente al 6 en línea que potenciaba a las versiones M3, la versión de competición del E46 M3 GTR 16 fue muy exitosa en la American Le Mans Series (ALMS), ingresada por Schnitzer Motorsport.
Rivales como Porsche apuntaron que este coche fue más un Sport Prototipo por ser que no hubo motores V8 disponibles en el BMW E46 de calle, lo cual es una violación al espíritu del gran turismo. En 2001, las regulaciones de ALMS afirmaron que los coches debían estar a la venta en al menos dos continentes durante doce meses en que las reglas fueron decretadas.
Para cumplir esta regla, BMW colocó 10 GTR de calle a la venta después de la temporada 200, por 250.000 euros (entonces $218,000) cada uno, supuestamente solo disponibles para clientes selectos.
Debido a esto, las reglas de ALMS fueron alteradas para 2002 para establecer que 100 coches y 1000 motores deberían ser construidos para el coche para poder participar sin penalidades. A pesar de que BMW pudo tener en competencia el V8 con las penalidades del nuevo peso y potencia bajo estas nuevas regulaciones, eligieron dejar fuera el ALMS, efectivamente terminando la corta vida en carrera deportiva del M3 GTR.
Dos coches Schnitzer Motorsport GTR vieron un regreso en 2003 en las 24 Horas de Nürburgring, ganando 1-2 en 2004 y 2005, así como también participaciones en las 24 Horas de Spa. Coberturas a bordo grabadas en 2004 Hans-Joachim Stuck, Pedro Lamy, Jörg Müller y Dirk Müller en Nürburgring y Spa-Francorchamps.
Escuderías privadas (Scheid, GETRAG, etc.) también tuvieron insertados los motores 4000cc BMW V8 dentro de una carrocería E46 para competir en Nürburgring, ganando algunas carreras VLN en los últimos años.
Este modelo ha sido icono principal en la trama de los famosos videojuegos de simulación de carreras de la saga Need for Speed (Most Wanted y Carbon) En el primero, es usado por Razor, integrante de la Blacklist y al final el jugador lo recupera y con este se juega la última persecución hasta escapar de Rockport.
