Point faible des anciens BMP-1 et BMP-2, le blindage en aluminium corroyé du BMP-3 est désormais capable de stopper des projectiles perforants de 30 mm, du moins dans son arc frontal grâce à une inclinaison prononcée de 60° et à une augmentation de l'épaisseur.

Le moteur à l'arrière réduit la signature thermique, et les réservoirs de carburant sont maintenant sous le plancher pour éviter les incendies quasi systématiques des précédents BMP en cas de coup au but de l'ennemi.

Le BMP-3 peut créer son propre écran de fumée par injection de carburant dans les tuyaux d'échappement, et des lance-fumigènes ( 3x2 ) de 81 mm sont susceptibles de former un nuage opaque pouvant aussi contre les désignateurs laser. A cela s'ajoutent un extincteur automatique, un détecteur d'agent chimique, qui complète la protection NBC, et un système de renouvellement d'air plus efficient.