Исходя из анализа опыта эксплуатации БМП-3 в различных регионах планеты с температурами окружающего воздуха от -40°С до +50°С, опыта её боевого использования в Чечне, Косово (в составе контингента ОАЭ сил КФОР) и Йемене (в составе контингента ОАЭ), а также тенденций развития таких машин за рубежом, определили пути и направления совершенствования машины. Для боевой машины пехоты БМП-3 модернизация планировалась проводится в различных вариантах. Она могла носить комплексный характер и коснуться большинства её систем, быть направлена на повышение подвижности, огневой мощи и эксплуатационных характеристик машины или частичных характеристик, например, повышение защищенности за счет установки дополнительной навесной защиты.

Так, например, повышение подвижности планировалось осуществить за счёт установки на машину нового двигателя с турбонаддувом УТД-32Т с более эффективными системами охлаждения и очистки воздуха, гидропривода механизма поворота повышенной мощности и гусениц повышенного ресурса с асфальтоходными башмаками. Повышение огневой мощи достигалось за счёт применения прицельного комплекса наводчика-оператора «Весна-К» с современной тепловизионной камерой, автоматом сопровождения цели и мониторами на рабочих местах командира и наводчика-оператора, а также прицела «СОЖ-М» со встроенным дальномером. Командир машины, помимо монитора, на котором отображается информация с прицельного комплекса наводчика-оператора, получал комбинированный дневно-ночной прибор наблюдения командира ТКН-АИ или панорамического прибора командира с телевизионным и тепловизионным каналами, обеспечивающего повышение информативности командира и дублирование стрельбы с его рабочего места из всех видов оружия блока оружия.

В состав комплекса вооружения модернизированной БМП-3М включался новый цифровой баллистический вычислитель, механизм заряжания (МЗ) ПТУР, а также новые боеприпасы повышенного могущества. Другой вариант повышения огневой мощи БМП-3М предусматривал установку на машину боевого отделения «Бахча-У». Такой боевой модуль установлен на боевую машину десанта БМД-4М. Отличительной особенностью данного варианта модернизации является применение механизма заряжания 100 мм орудия, выполненного единым модулем для управляемых и неуправляемых боеприпасов, и измененная конструкция конвейера с увеличенным количеством размещенных в нем выстрелов.

Для повышения живучести БМП-3М на поле боя предусматривалась установка навесного комплекта динамической защиты (НКДЗ). Элементы ДЗ устанавливаются на бортовые и лобовые детали корпуса и башни. Помимо этого, на машину устанавливаются резинотканевые и решетчатые экраны. Несмотря на возросшую массу при установке НКДЗ, БМП-3М с таким комплектом сохранила возможность преодолевать сходу водные преграды на плаву. В реальности при модернизации БМП-3М ограничились отдельными элементами программы модернизации. На машину установили прицел «СОЖ-М», прицельный комплекс «Весна-К» с тепловизионной камерой и автоматом сопровождения цели, прицел командира ТКН-АИ, универсальный прибор механика-водителя ТВК-1. Прицел «СОЖ-М» со встроенным лазерным дальномером заменяет прицел 1К13-2 и дальномер 1Д16-3. Он имеет улучшенные оптические характеристики, независимую стабилизацию поля зрения в двух плоскостях, лазерный канал управления ПТУР, встроенный лазерный дальномер. Прицел повышает точность наведения оружия и уменьшает время поражения цели, улучшает поисковые возможности наводчика-оператора, снижает его утомляемость и повышает точность измерения дальности до цели.

Прицельный комплекс «Весна-К» обеспечивает наблюдение, обнаружение (опознавание) целей типа «танк» на дальностях до 8300 (3300), повышает эффективность использования вооружения БМП-3М как ночью, так и днем. Обеспечивает ведение прицельной стрельбы различными видами боеприпасов с места и в движении, повышает защиту глаз наводчика-оператора от световых помех, в том числе и от воздействия собственных выстрелов, отсутствует демаскирующий эффект инфракрасного излучения осветителя. Прицел позволяет использовать в системе управления огнем машины автомат сопровождения цели, который обрабатывает тепловизионный сигнал изображения и выдает команду удержания прицельной марки на подвижной цели в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что значительно повышает эффективность стрельбы из автоматической пушки и из ОПУ.

Повышению разведывательных возможностей машины способствует установка прибора наблюдения командира ТКН-АИ с лазерной активно-импульсной подсветкой. Новый прибор увеличивает дальность обнаружения цели, обеспечивает измерение дальности до цели и обнаружение оптико-электронных средств противника ночью на дистанции до 3000 м. Прибор характеризуется эффективной работой в условиях недостаточной освещенности и высокой устойчивостью к помехам. Новая СУО обеспечивает применение в составе комплекса вооружения новых 100мм осколочно-фугасных выстрелов ЗУОФ19 «Вишня», 30-мм бронебойно-подкалиберных снарядов 3УБР8 и ПТУР 9M117M1 «Аркан» с тандемной боевой частью, способных поражать современные танки на дальностях до 5000 м. Также был установлен механизм заряжания ПТУР. Емкость механизированной боеукладки - 3 выстрела с управляемой ракетой.

Устанавливаемый на машину двигатель УТД-32Т с турбонаддувом мощностью 485 кВт (660 л.с.) обеспечивает увеличение показателя удельной мощности машины, снижение времени разгона, повышение средней скорости движения по грунтовой дороге. Одновременно с двигателем устанавливается новая вентиляторная система охлаждения с автоматическим регулируемым приводом вентиляторов и двухступенчатый воздухоочиститель повышенной производительности с автоматическим удалением пыли.

Модернизированные БМП-3М широко используются в ходе СВО на Украине. Применяются для уничтожения, окопавшегося и засевшего в зданиях, противника огнем из 100-мм орудия осколочно-фугасными снарядами, в том числе и с закрытых огневых позиций. Боевые машины пехоты БМП-3М ведут борьбу с БМП и другими бронированными машинами противника и по-прежнему остаются самыми мощными образцами военной техники мотострелковых войск.

Технические характеристики БМП-3М
Полная боевая масса, кг, не более 22000
Экипаж + десант, чел. 3+7
Основные размеры, Д х Ш х В, мм 6735 х 3150 х 2300
Клиренс, мм 450
Максимальная скорость по шоссе, км/ч 70
Вооружение:
- пушка / калибр, мм 2А72, автоматическая / 30 - темп стрельбы, выстр./мин до 330
- дальность прицельной стрельбы (днем и ночью), м до 4000
- боекомплект, патронов 500 в двух лентах
- орудие пусковая установка 2А70 /100 - темп стрельбы, выстр./мин 10
- дальность прицельной стрельбы (днем и ночью), мдо 6000 (3000)
- боекомплект, патронов 22 в конвейере и 18 в боеукладке
- пулеметы, спаренный с пушкой и курсовые /калибр, мм  ПКТМ, 1+2 / 7,62
- боекомплект к ПКТМ, патронов 2000 (в одной ленте для каждого)
- ПТРК 9К117 «Аркан» через ствол 100-мм орудия
- боекомплект ПТУР  8
Прицельный комплекс - прицел наводчика «Весна-К» с тепловизионным каналом и АСЦ, прицел «СОЖ-М» с оптическим лазерными дальномерным и управления ПТУР каналами
Возможность стрельбы командиром - есть
Двигатель, тип, марка / мощность, кВт (л.с.) дизель УТД-32Т / 485 (660)
Коробка передач гидромеханическая 4-ступенчатая
Запас хода, км 600
Подвеска независимая, торсионная
Преодолеваемые препятствия:
- угол преодолеваемого подъема, град. 30
- угол при движении по косогору, град. 25
- ширина преодолеваемого рва, м 2,5
- глубина преодолеваемого брода, м плавает
Компоновочная схема - МТО в корме, десантное отделение в центре, 2 выхода на корме
Бронирование - комбинированное (алюминиевая + стальная броня)
Защита - лоб от 30-мм БПС, борта от 12,7-мм Б-32