Во второй половине 80-х годов на вооружение военно-транспортной авиации СССР поступили новые самолеты, обладавшие такой грузоподъемностью, которая далеко отодвигала существовавшие ранее ограничения по массе перевозимой бронетехники. К тому времени использование БМД-2 в боевых действиях в Афганистане показало, что для более эффективного применения вооружения на боевой машине десанта целесообразно иметь двухместную башню, в которой должны размещаться не только наводчик-оператор, но и командир машины. Кроме того, из-за малой массы, при определенных углах поворота башни во время стрельбы из 30-мм пушки, возникало раскачивание машины. Устранить эти недостатки и создать предпосылки для дальнейшего развития БМД посредством модернизации БМД-2 уже не представлялось возможным - все резервы дальнейшего развития конструкции были исчерпаны. Поэтому к середине 80-х годов специальным конструкторским бюро Волгоградского тракторного завода под руководством главного конструктора А. Шабалина была разработана новая боевая машина десанта, которая после испытаний и доводки в 1990 году была принята на вооружение Советской Армии под обозначением БМД-3. Это качественно новая боевая машина, способная десантироваться как посадочным так и парашютным способом с боевым расчетом размещенным внутри. Это позволяет ей вступать в бой практически сразу после приземления. Компоновка БМД-3 повторяет оправдавшее себя компоновочное решение боевых машин БМД-1 и БМД-2 при котором отделение управления и боевое отделение объединены и расположены в передней и средней частях корпуса МТО занимает кормовую часть.

Существенным образом изменился корпус машины. Увеличилась толщина броневых плит что обеспечило лучшую защиту заброневого объема а увеличенные размеры корпуса позволили установить двухместную башню с БМП-2. В передней части корпуса по продольной оси, оборудовано место механика-водителя. Над этим местом в крыше корпуса смонтирован отдельный люк и установлены перископические приборы наблюдения. Справа в лобовом бронелисте корпуса в шаровой установке закреплен 5 45-мм пулемет РПКС-74 а слева -30-мм автоматический гранатомет АГ-17. Благодаря тому, что гранатомет может вести стрельбу с навесной траекторией полета гранат, БМД-3 может поражать цели неуязвимые для остальных компонентов ее вооружения, имеющих настильную траекторию полета снарядов и пуль. Боекомплект гранатомета состоит из 280 выстрелов ВОГ-70 в боеготовой ленте и 261 выстрела в контейнере внутри корпуса. Гранатометчик и пулеметчик пользуются перископическими прицелами. В боевом отделении БМД-3 установлена двухместная бронированная башня кругового вращения, по конструкции и составу установленного в ней вооружения аналогичная башне БМП-2. В башне смонтирована 30-мм автоматическая пушка 2А42, в боекомплект которой входят выстрелы с бронебойно-трассирующими осколочно-фугасными и осколочно-трассирующими снарядами. Боекомплект состоит из 500 выстрелов снаряженных в боеготовые ленты и еще 360 выстрелов размещенных в корпусе машины. Пушка стабилизирована в двух плоскостях наведения и может вести прицельную стрельбу на ходу (в том числе и по воздушным целям так как максимальный угол возвышения пушки равен 75? а скорость поворота башни составляет 30-35? в секунду).

Ведение огня из пушки и спаренного с нею 7 62-мм пулемета ПКТ осуществляется с помощью стабилизированного комбинированного дневного и ночного (активно-пассивного) перископического прицела. Благодаря двухканальному прицелу стрельбу из пушки может вести как наводчик-оператор так и командир машины располагающиеся в башне. Командир имеет в своем распоряжении также комбинированный прибор наблюдения с дневным ночным каналами и два перископических прибора наблюдения. У наводчика-оператора имеются два перископических прибора наблюдения. Для борьбы с танками БМД-3 оснащена противотанковым управляемым комплексом 9П135М и четырьмя ПТУР. Конкурс эффективно поражающими бронированные цели на расстоянии до 4 000 м. По бортам башни в задней ее части установлены два трехствольных дымовых гранатомета 902В "Туча". За башней в корпусе БМД-3 предусмотрены места для двух десантников которые могут вести огонь через две амбразуры в бортах (по одной с каждого борта) и одну амбразуру в крышке десантного люка. Над амбразурами в крыше десантного отделения имеются перископические приборы наблюдения. Кроме того имеются дополнительные места еще для трех десантников. Защита от оружия массового поражения обеспечивается герметизацией обитаемого отделения и созданием избыточного давления при по мощи фильтровентиляционной установки.