Дальность видения бортовой проекции основного танка ночью при нормальной прозрачности атмосферы - до 700 м в пассивном и до 800 м в активном режиме. У командира, кроме уже упомянутого комбинированного перископического прибора ТКН-ЗМБ, установлен монокулярный перископический дневной прицел 1ПЗ-3 с кратностями увеличения 1,2х и 4х и углами поля зрения 49° и 14°, предназначенный для поиска воздушных целей и наведения на них пушки (при стрельбе с места), поиска наземных целей и наведения на них пушки и спаренного пулемета при стрельбе с места и с ходу.
Открытие огня осуществляется спуском затворной рамы с шептала спускового механизма дистанционно, с помощью электроспуска. Электроспуск производится нажатием кнопки на пульте управления наводчика-оператора (или на пульте командира, если управление вооружением переключено на командира). Рычаг дублирующего (ручного) спуска находится на рукоятке подъемного механизма. Питание пушки — раздельное, двухленточное; перезаряжание — ручное и пиротехническое.
В боекомплект пушки входят 500 унитарных выстрелов с бронебойно-трассирующим (БТ), осколочно-фугасно-зажигательным (ОФЗ) и осколочно-трассирующим (ОТ) снарядами. Начальные скорости снарядов составляют: БТ — 970 м/с, ОФЗ и ОТ - 960 м/с. Боекомплект пушки позволяет вести борьбу с легкобронированными целями (на дальности до 1500 м), небронированной техникой, установками ПТУР, открытой живой силой противника, а также с дозвуковыми воздушными целями. Выстрелы к пушке снаряжаются в две ленты, размещенные в магазине и механизме подвода питания. Лента на 160 выстрелов с БТ снарядами укладывается в правый отсек, лента на 340 выстрелов с ОФЗ и ОТ снарядами — в левый отсек магазина. Система питания включает раздаточную коробку с механизмом подтяга лент. Прицельные дальности стрельбы по наземным целям в дневное время БТ снарядом составляют 2000 м, а ОФЗ и ОТ снарядами — 4000 м. Ночью наибольшая прицельная дальность при использовании прожектора ОУ-5-1 достигает 800 м. Наклонная дальность стрельбы по воздушным целям, летящим на высотах не более 2000 м с дозвуковыми скоростями, — 2300 м. Выброс стреляных гильз от пушечных выстрелов производится наружу. Для сбора звеньев лент при стрельбе из пушки служит звеньесборник.
Спаренный с пушкой пулемет ПКТ имеет ленточное питание (в ленте 2000 патронов) и боевую скорострельность 250 выстр./мин, снабжен электроспуском, установка пулемета включает амортизатор и механизм ручной перезарядки.
ПТРК 9П135М предназначен для борьбы с танками и другими бронированными целями. Он может использоваться также против зависших вертолетов, легких полевых сооружений и огневых точек противника. Комплекс включает ПТУР и пусковую установку (ПУ) 9П135М1.
Курсовые установки автоматического гранатомета АГС-17 и ручного пулемета РПКС74 в лобовом листе корпуса БМД-3.
ПТУР 9М113 («Конкурс») и 9М113М («Конкурс-М») размещены в транспортно-пусковых контейнерах с вышибной двигательной установкой, имеют полуавтоматическую систему управления с передачей команд управления по проводам, твердотопливный разгонно-маршевый двигатель, аэродинамические рули, кумулятивную боевую часть. ПУ монтируется на крыше башни между люками командира и наводчика-оператора, состоит из наземной аппаратуры управления с прибором наведения 9Ш119М1, закрытого броневым колпаком, направляющей, погонного устройства, приводов наведения и кнопки «ПУСК». ПУ обеспечивает горизонтальный угол наведения поворотом башни (360°), угол возвышения +15°, угол склонения -5°. Масса ПТУР — 23,8 кг. Дальность стрельбы ракетой 9М113 — от 75 до 4000 м. ПТРК может использоваться и для стрельбы с грунта, для чего в боевом отделении у перегородки МТО располагаются треножный станок 9П56М и вьюк комплекта 9К111.
Необходимо отметить, что в БМД-3 может также размещаться дополнительный боекомплект из 360 выстрелов к пушке (БТ, ОФЗ и ОТ выстрелы) и двух ПТУР. Поскольку дополнительный боекомплект не учитывается в боевой массе машины, то ее десантирование в этом случае производится только с тремя членами боевого расчета (командир, механик-водитель, наводчик-оператор).
В состав дополнительного оружия входят 5,45-мм пулемет РПКС74 (размещается в лобовом листе корпуса справа в шаровой установке) и 30-мм автоматический гранатомет АГС-17 (слева в лобовом листе корпуса), что явилось существенным новшеством по сравнению с БМД-1 и БМД-2. С его помощью была решена давняя проблема использования ручного пулемета, имевшегося в парашютно-десантном отделении, для стрельбы из машины. РПКС74 является личным оружием члена боевого расчета, поэтому он применяется как для стрельбы из машины, так и вне ее. Стрельба из пулемета ведется патронами как с обыкновенными, так и трассирующими пулями, снаряженными в магазины емкостью по 45 патронов (в боекомплекте пять магазинов). Боевая скорострельность пулемета — до 150 выстр./мин, эффективная дальность стрельба из пулемета по легким наземным целям —до 600 м.
Введение автоматического гранатомета придало БМД-3 новые возможности по поражению живой силы противника — как открыто расположенной, так и в укрытиях открытого типа. Это увеличило огневые возможности машины на пересеченной местности, в населенных пунктах ит.п. АГС-17 имеет боекомплект 290 выстрелов, ленточное питание и скорострельность 350-450 выстр./мин — при автоматическом огне и 50-100 выстр./мин — при стрельбе одиночными выстрелами. Огонь ведется короткими (до пяти выстрелов) и длинными (до десяти выстрелов) очередями. Предельная дальность стрельбы — 1700 м.
Таким образом, борьбу с открытой живой силой на больших дальностях (до 4000 м) может вести пушка 2А42, на средних (до 1300 м) — спаренный ПКТ, на малых (до 800 м) — курсовой РПКС74 и оружие десанта, на малых дальностях и за укрытиями — АГС-17. Гранатомет АГС-17 также может сниматься с установки в машине и вести огонь с грунта (для этого служат возимые на машине треножный станок и прицел ПАГ-17).
При стрельбе из курсового гранатомета АГС-17 гранатометчик использует перископический прибор-прицел ППБ-2-2 с полем зрения не менее 25,5°. Для стрельбы из пулемета РПКС74 применяется перископический прибор ТНПП-220А (с кратностью увеличения 1,5х, полем зрения 10°).
Свой вклад в поражение и подавление легких наземных целей при действии с машины могут внести остальные десантники боевого расчета, ведя огонь из автоматов через три амбразуры с шаровыми установками. Боекомплект автоматов АКС74 составляет 2160 патронов. При стрельбе из машины на автомат крепится возимый в ЗИПе улавливатель гильз.
Броневая защита БМД-3 — противопульная. Корпус машины сварен из катаных листов броневого алюминиевого сплава. При использовании того же сплава, что и для корпусов БМД-1 (БМД-2), толщина многих броневых деталей увеличена.
Лобовые листы корпуса БМД-3 имеют сравнительно большие углы наклона, что повышает их защитные свойства. Бортовые листы — вертикальные. Для увеличения жесткости днищу придана корытообразная форма с реданом, с фланцами крепления на болтах съемных опор для балансиров с опорными катками ходовой части. Кроме того, для приемлемой противоминной стойкости днище корпуса имеет два продольных зига и четыре поперечных балки.
Лобовые листы корпуса обеспечивают защиту от 12,7-мм пуль (обстрел корпуса на испытаниях проводился 12,7-мм пулями Б-32) с дистанции 75 м, остальные (бортовые и кормовые) от 7,62-мм пуль (включая бронебойно-зажигательные) — на любой дистанции.