O BMW X3 atual percorre até 90 km com uma carga completa. Os números abaixo referem-se à variante com maior autonomia de cada geração.
| Anos | Motorização | Autonomia |
|---|---|---|
| 2004–2006 | Combustão | 931 |
| 2006–2010 | Combustão | 1.081 |
| 2010–2014 | Combustão | 1.314 |
| 2014–2017 | Combustão | 1.340 |
| 2017–2024 | Elétrico | 58 |
| 2024–atualidade | Elétrico | 90 |
A autonomia é o máximo homologado pelo fabricante para a variante com maior autonomia de cada geração. As gerações elétricas usam a autonomia homologada da bateria; as de combustão são calculadas a partir do depósito e do consumo combinado. Os números implausíveis são excluídos, em vez de mostrados com uma correção adivinhada.