Model 3.0 CSL był pierwszym pojazdem zaprojektowanym i opracowanym przez dział Motorsport BMW. BMW 3.0 CSL (Coupe Sport Lightweight) z 1971 roku opierał się na podwoziu i nadwoziu 3.0 CSi i zawierał komponenty wykonane w całości z aluminium, a jednocześnie pozbawiony był wszystkich „niepotrzebnych” elementów wykończenia i systemów wygłuszających.
Ten model początkowo był wyposażony w 3,0-litrowy silnik sześciocylindrowy w układzie prostym, który generował moc 180 KM, a w 1973 roku został zastąpiony bardziej wydajną jednostką o pojemności 3,2 litra. Wyścigowa wersja 3.0 CSL otrzymała silnik o wysokiej wydajności o pojemności 3,5 litra oraz pięciobiegową skrzynię biegów marki Getrag. 3.0 CSL był lżejszy od swojego poprzednika o około 400 funtów. Drzwi i pokrywy wykonane były z aluminium, a stalowe panele były cieńsze. Samochód nie miał przedniego zderzaka, a tylny zderzak był bardzo lekki, wykonany z czarnego poliestru. Usunięto także wspomaganie kierownicy oraz elektryczne szyby.
Model ten produkowano w około 785 egzemplarzach aż do jego wycofania w 1975 roku. Wyścigowa wersja BMW 3.0 CSL zdobyła kilka historycznych tytułów w mistrzostwach ETCC w 1973 roku (pokonując Forda Caprie zarówno w klasyfikacji kierowców, jak i producentów) oraz w 6-godzinnym wyścigu na Nurburgringu.