새로운 DS3는 기본적으로 이전 모델과 같은 아키텍처를 사용하지만 디자인, 엔진, 변속기 등이 대폭 업그레이드 되었다. 새로운 DS3는 윙 타입의 크롬으로 둘러싸인 라디에이터 그릴과 크기를 키운 LED 해드램프가 적용되었다. 

퍼포먼스 모델의 경우 엔진은 최고출력 208마력, 최대토크 30.6kgm의 성능을 발휘하는 1.6ℓ 가솔린 엔진이 탑재된다. CO2 배출량은 125g/km. 여기에 표준 모델보다 짧은 기어비의 6단 수동 기어박스가 장착된다. 서스펜션은 15mm 정도 낮아지며 트레드도 앞 26mm, 뒤 14mm 정도 확대되었다. 브레이크는 브렘보 캘리퍼가 장착된다. 전용 파츠로 트윈 배기 파이프와 카본파이버 사이드 몰딩, 검은색의 휠 아치등이 추가된다.

DS3 퍼포먼스 모델 아래로는 6개의 엔진 라인업으로 구성된다.82마력, 109마력, 130마력의 1,2ℓ 3기통 엔진과 165마력의 1.6ℓ 4기통 엔진, 그리고 100마력, 120마력의 Blue HDI 디젤 엔진으로 구성된다. 기어 박스는 6단 수동이 기본으로, 오토매틱도 옵션으로 준비된다.

가솔린 130마력 버전의 퓨어 테크 130 모델은 이번에 처음으로 DS3 라인업에 탑재된 엔진. 130마력/5500rpm, 23.5kgm/1750rpm의 성능을 발휘하며 26.7km/ℓ(유럽기준)의 연비와 105g/km의 CO2 배출량을 자랑한다. 가장 깨끗한 엔진은 100마력의 Blue HDI 100 엔진으로 CO2 배출량은 87g/km이다.