O Mazda 3 atual percorre até 1.244 km com um depósito cheio, com base no consumo em ciclo combinado. Os números abaixo referem-se à variante com melhor autonomia de cada geração.
| Anos | Motorização | Autonomia |
|---|---|---|
| 2003–2006 | Combustão | 1.100 |
| 2006–2009 | Combustão | 1.146 |
| 2009–2011 | Combustão | 1.250 |
| 2011–2013 | Combustão | 1.279 |
| 2013–2016 | Combustão | 1.342 |
| 2016–atualidade | Combustão | 1.244 |
A autonomia é calculada a partir da capacidade do depósito e do consumo em ciclo combinado de cada variante (depósito ÷ consumo × 100), para a variante com melhor autonomia de cada geração — a autonomia real varia com o estilo de condução e as condições. Os números fora de um intervalo plausível para o tamanho do depósito são excluídos.