Der von der BMW Group speziell für den Einsatz im BMW i3 entwickelte und produzierte Hybrid-Synchron-Elektromotor erzeugt eine Leistung von 125 kW/170 PS sowie ein maximales Drehmoment von 250 Newtonmetern, das unmittelbar aus dem Stand heraus zur Verfügung steht. Den Spurt von null auf 100 km/h absolviert der BMW i3 in 7,2 Sekunden, innerhalb von nur 3,7 Sekunden erreicht das Fahrzeug aus dem Stand heraus eine Geschwindigkeit von 60 km/h. Auch mit einem Elastizitätswert von 4,9 Sekunden für die Beschleunigung von 80 auf 120 km/h wird Sportlichkeit in einem Maß erzeugt, das bei von Verbrennungsmotoren angetriebenen Automobilen vergleichbarer Größe nur mit deutlich höherer Leistung realisierbar ist.

Über die für Elektromotoren typische Spontaneität beim Anfahren hinaus bleibt die Leistungsentwicklung auch in höheren Lastbereichen jederzeit präsent. Die Kraftübertragung an die Hinterräder erfolgt über ein einstufig ausgelegtes Getriebe. Damit beschleunigt der BMW i3 ohne Zugkraftunterbrechung bis zu seiner aus Effizienzgründen auf 150 km/h limitierten Höchstgeschwindigkeit.

Die bis in hohe Drehzahlbereiche hinein konstant verfügbare Leistung ist auf eine spezifische, exklusiv für den BMW i3 entwickelte Bauart des Elektromotors zurückzuführen. Im Rahmen der BMW eDrive Technologie wurde das Prinzip der permanenterregten Synchronmaschine detailliert optimiert. Eine spezifische Anordnung und Dimensionierung der für die Entstehung des Antriebsmoments zuständigen Bauteile bewirkt neben dem durch die Permanentmagneten erzeugten Drehmoment noch ein sogenanntes Reluktanzmoment. Dieses wird durch die magnetische Unsymmetrie des Rotors hervorgerufen. Dadurch kann im Gegensatz zu anderen Motortypen auch noch bei hohen Drehzahlen ein großes Drehmoment zur Verfügung gestellt werden. Dieser Kombination von Eigenschaften zweier unterschiedlicher Maschinentypen bezüglich der Drehmomententwicklung verdankt der Hybrid-Synchronmotor seinen Namen. Die Höchstdrehzahl des für den BMW i3 entwickelten Elektromotors beträgt 11 400 Umdrehungen pro Minute.

Das innovative Konstruktionsprinzip verhilft dem Elektromotor des BMW i3 über einen breiten Lastbereich hinweg zu einem herausragend günstigen Wirkungsgrad. Der vor allem in Relation zur Höchstleistung und zum maximalen Drehmoment außergewöhnlich geringe Stromverbrauch von durchschnittlich rund 0,13 Kilowattstunden pro Kilometer im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) trägt wesentlich zur Optimierung der Reichweite bei. Der BMW i3 ist damit das verbrauchsgünstigste Elektrofahrzeug seiner Größe und Leistungsklasse. Auch die Leistungsdichte der nur rund 50 Kilogramm schweren E-Maschine erreicht ein auf dem Gebiet der Elektromobilität bislang unerreichtes Niveau. Zusätzlich zeichnet sich der Motor des BMW i3 durch einen ruhigen und vibrationsarmen Lauf aus. Damit entspricht er auch hinsichtlich des Akustik- und Schwingungskomforts den hohen Anforderungen, die an ein Premium-Automobil gestellt werden.