Con el lanzamiento del motor S54, BMW quería alcanzar el objetivo de 100 caballos por litro. Dado que el motor de seis cilindros en línea tenía poco más de 3,2 litros de cilindrada, los ingenieros buscaban un mínimo de 320 CV. No hace falta decir que es un punto de referencia audaz, pero el S54 logró (e incluso superó) esa cifra en todos los modelos de BMW.
El BMW M3 E46, el coche que presentó por primera vez el motor S54 de la empresa, tenía 343 CV (DIN) o 333 CV (SAE) a 7.900 rpm y 262 lb-pie de par a 4.900 rpm. El extremadamente raro M3 CSL presentaba una versión modificada del S54 con un sistema de admisión de aire más eficiente, árboles de levas, válvulas de escape modificados y un sistema de escape liviano. Estos cambios aumentaron la potencia revisada a 360 hp (DIN) a 7900 rpm y 273 lb-pie de torsión a 4300 rpm.
En 2001, BMW presentó el Z3M, la versión M del cupé Z3 desarrollada, y el S54 sólo estuvo presente en el vehículo hasta 2002. Sin embargo, durante ese tiempo, el motor tenía 325 caballos de fuerza a 7.400 rpm y 258 libras-pie de torque. par a 4.900 rpm, apenas alcanzando el punto de referencia de 100 caballos de fuerza por litro de BMW. El roadster y el cupé BMW Z4M 2006 no fueron tan buenos, alcanzando 330 hp a 7,900 rpm y 262 lb-pie de torque a 4,900 rpm.
