Η Citroen παρουσίασε το DS3 στην αγωνιστική του έκδοση R3, με την οποίά πρόκειται να λάβει μέρος στο WRC. Παράλληλα με την συμμετοχή της στο WRC όπου έχει κατακτήσει 5 παγκόσμιους τίτλους κατασκευαστών, η Citroen Racing προσέφερε τις υπηρεσίες της και σε ιδιώτες. Έτσι και το νέο DS3 R3 συνεχίζει αυτή την παράδοση. Όντας προγραμματισμένο να κάνει το ντεμπούτο του στους αγώνες στο τέλος της χρονιάς, το DS3 R3 συνδυάζει τις υψηλές επιδόσεις με την προσιτή τιμή, με στόχο να αποτελέσει την κορυφαία επιλογή στην κατηγορία. Βασισμένο στους κανονισμούς της FIA για το νέο γκρουπ R3T, το DS3 μοιράζεται το πλαίσιο και την εμφάνιση του μοντέλου παραγωγής. Για την περίσταση, το ατσάλινο πλαίσιο έχει εφοδιαστεί roll cage που αυξάνει την ακαμψία και προσφέρει προστασία στο πλήρωμα. Κάτω από το καπό βρίσκεται ένα υπερτροφοδοτούμενο 4κυλινδρο σύνολο 1,6 λίτρων που βασίζεται στον κινητήρα που κινεί τη συμβατική έκδοση του μοντέλου. Η χρησιμοποίηση μιας σειράς αγωνιστικών εξαρτημάτων (φίλτρο αέρα, εκκεντροφόροι, πιστόνια, διωστήρες, σύστημα εξαγωγής, στροβυλοσυμπιεστής, ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης, κ.α.) έχουν σαν αποτέλεσμα η ισχύς να αγγίζει τους 210 ίππους, ενώ ακόμα πιο σημαντικό στοιχείο αποτελεί η τιμή της ροπής που φτάνει τα 35,3 χλγρμ. Το DS3 R3 έχει επωφεληθεί από την εμπειρία της ομάδας στους αγώνες του WRC. Όπως και στην περίπτωση της C4 WRC, έχει χρησιμοποιηθεί ένα 6ταχυτο σειριακό κιβώτιο που επιτρέπει την ταχύτατη αλλαγή σχέσεων, ενώ παράλληλα βελτιώνει τη συνολική αξιοπιστία του συστήματος μετάδοσης. Η ανάρτηση σχεδιάστηκε με γνώμονα την κορυφαία απόδοση ασφάλτινες και χωμάτινες διαδρομές και οι πολλαπλές ρυθμίσεις της επιτρέπουν το στήσιμο του αυτοκινήτου να μπορεί να προσαρμοστεί σε κάθε οδηγικό στυλ. Κατασκευασμένο χρησιμοποιώντας στοιχεία από τα αυτοκίνητα παραγωγής και αγωνιστικά εξαρτήματα, το DS3 R3 είναι διαθέσιμο από την Citroen Racing τόσο σαν κιτ μετατροπής όσο και σαν έτοιμο αγωνιστικό σύνολο. Η Citroen Racing έδωσε ιδιαίτερη σημασία στην παθητική ασφάλεια που προσφέρει το DS3 R3. Το ελαφρύ πλαίσιο έχει ενισχυθεί με πρόσθετες κολλήσεις και έχει εφοδιαστεί με ένα κλωβό ασφαλείας που χρησιμοποιεί περισσότερα από 45 μέτρα ατσάλινου σωλήνα. Το roll cage συναρμολογείται εκτός του αυτοκινήτου, κάτι που εξασφαλίζει κολλήσεις υψηλότερης ποιότητας. Με στόχο την καλύτερη κατανομή βάρους, η μπαταρία και το σύστημα πυρόσβεσης έχουν μετακομίσει πίσω από τα καθίσματα, ενώ μία μεταλλική ποδιά προστατεύει το κάτω μέρος του κινητήρα, χαμηλώνοντας παράλληλα το κέντρο βάρους. Με στόχο την απόλυτη αποτελεσματικότητα κάτω από όλες τις συνθήκες, η ανάρτηση του DS3 R3 σχεδιάστηκε έτσι ώστε να εκμεταλλεύεται στο έπακρο τους κανονισμούς του γκρουπ R. Το μπροστινό υποπλαίσιο τροποποιήθηκε ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σωληνωτά ψαλίδια ενώ συνολικά ο μπροστά άξονας είναι ελαφρύτερος και πιο ανθεκτικός από τον αντίστοιχο παραγωγής. Τα εξελιγμένα σε συνεργασία με την BOS αμορτισέρ διαθέτουν αρκετές καινοτομίες. Παράλληλα, παρέχεται πλήρης ελευθερία ρυθμίσεων (γωνία κάμπερ, σύγκλιση, μετατρόχιο και γωνία caster εμπρός). Πίσω ο ημιάκαμπτος άξονας έχει ενισχυθεί ενώ οι πλήμνες επιτρέπουν τη ρύθμιση της σύγκλισης των τροχών και της γωνίας camber. Το σύστημα επιβράδυνσης περιλαμβάνει δίσκους σε όλους τους τροχούς με 4πιστονες δαγκάνες εμπρός και 2πιστονες πίσω. Για πρώτη φορά η Citroen Racing ετοίμασε έναν αγωνιστικό «πελατιακό» κινητήρα που χρησιμοποιεί υπερτροφοδότηση. Η εμπειρία που αποκόμισε από σχεδόν 10 χρόνια παρουσίας στο WRC φάνηκε ιδιαίτερα χρήσιμη. Ο κινητήρας διατηρεί πολύ στενή σχέση με το σύνολο που εφοδιάζει και το DS3 παραγωγής. Χρησιμοποιεί σύμφωνα με τους κανονισμούς περιοριστικό στόμιο 29χιλιοστά και αποδίδει 210 ίππους και 35,3 χλγρμ ροπής. Λόγω των κανονισμών αρκετά εξαρτήματα προέρχονται από το μοντέλο παραγωγής. Η πολλαπλή εισαγωγής και εξαγωγής, ο στροβυλοσυμπιεστής, τα μπεκ και η αντλίας είναι ακριβώς ίδιες. Αντίθετα το φίλτρο αέρα, οι εκκεντροφόροι, τα πιστόνια, οι διωστήρες και ο σφόνδυλος είναι ειδικά σχεδιασμένα για την αγωνιστική έκδοση. Για να εξασφαλιστεί η αδιάλειπτη λίπανση του κινητήρα κάτω από τις σκληρές αγωνιστικές συνθήκες ο σχεδιασμός του κάρτερ έχει αλλαχθεί. Το σύστημα εξαγωγής είναι ειδικά σχεδιασμένο για το R3 με τον καταλύτη να είναι παρόμοιος με εκείνον του C4 WRC. Τέλος η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου του κινητήρα έχει τη δυνατότητα να συλλέγει και να αποθηκεύει ένα μεγάλο αριθμό παραμέτρων. Η τοποθέτηση του ημιαυτόματου κιβωτίου παρέχει τη δυνατότητα για αστραπιαίες αλλαγές, ενώ παράλληλα αυξάνει την αξιοπιστία. Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου επιτρέπει τις αλλαγές μόνο όταν οι παράμετροι του κινητήρα επιτρέπουν κάτι τέτοιο. Για ακόμα μία φορά η εμπειρία από τους αγώνες στο WRC επέτρεψε αυτή η κορυφαία τεχνολογία να εφαρμοστεί στο DS3 R3. Ο οδηγός επιλέγει τις σχέσεις από το τιμόνι όπως στο C4 WRC, ενώ ο συμπλέκτης υπάρχει μόνο για τη διαδικασία της εκκίνησης. Στοιχεία όπως η μονάδα πίεσης, οι ενεργοποιητές και οι υδραυλικές βαλβίδες προέρχονται απ' ευθείας από το 6αρι ημιαυτόματο κιβώτιο της Citroën που χρησιμοποιείται στα μοντέλα παραγωγής. Μετά από 12 μήνες στα σχεδιαστήρια της Citroen Racing, το DS3 R3 κύλισε τους τροχούς του για πρώτη φορά στα τέλη Αυγούστου του 2009. Οι αρχικές δοκιμές έγιναν στο χώμα κάτω από σκληρές συνθήκες ώστε να ελεγχθεί η αντοχή και συνεχίστηκαν στην άσφαλτο. Συνολικά καλύφθηκαν περισσότερα από 10.000χλμ. κάτω από όλες τις συνθήκες.
Πολλοί οδηγοί διαφορετικού επιπέδου πήραν μέρος στις δοκιμές ώστε οι μηχανικοί να συλλέξουν όσον το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες που θα βοηθήσουν στην εξυπηρέτηση των μελλοντικών αγωνιζομένων με το R3. Όλοι οι δοκιμαστές συμφώνησαν ότι τρία είναι τα σημεία που πραγματικά ξεχωρίζουν το DS3 R3 είναι η ροπή του κινητήρα, το ημιαυτόματο κιβώτιο και η ανάρτηση.