330e两款车型均配备2.0L四缸发动机,并采用宝马的TwinPower Turbo技术,最大输出功率为135kW(184Ps)。电机集成在八速Steptronic变速箱中,最大功率为83kW(113Ps)。该车的动力系统综合最大功率为185kW(252Ps),在XtraBoost模式下,该车最大功率还能增长30kW(41Ps),此时系统最大功率为215kW(292Ps),最大扭矩将达到420N·m,不过该模式只能维持10秒。
官方公布的330e xDrive的0-96km/h加速成绩为5.7s,后驱版本车型的0-96km/h加速成绩为5.6s。两款车型在配备标配的四季轮胎时最高时速被限定在209km/h;如果选装高性能轮胎后驱版本车型最高时速可提升至229km/h,四驱版本车型最高时速提升至225km/h。
宝马330e的电池容量为12kWh,可用容量为9.09kWh,在EPA测试标准下,后驱版本的330e纯电续航为35km,四驱版本纯电续航为32km。