La Ducati ST3 è stata commercializzata dal 2004 al 2007, è andata a sostituire la ormai vecchia ST2 (presentata nel 1998) e ad affiancare la potente ST4s.
Con l'introduzione di questo modello è stato effettuato anche un restyling su tutta la linea Sport Touring che mostra linee filanti e tese  che ne snelliscono di l'aspetto, un nuovo gruppo ottico a 2 parabole con superfici complesse e il faro regolabile in altezza elettricamente, rivisti anche cupolino e parabrezza che adesso sono più alti di circa 10 cm e proteggono maggiormente il pilota dall'aria.
Nuovo anche il cruscotto elettronico ereditato dalla Multistrada che ha una gestione del sistema elettronico via linea CAN (utilizza una rete formata da due soli fili al posto della classica matassa che permette di semplificare l'impianto e di ridurre il peso),  che è la stessa soluzione adottata dalla 999.
La nuova strumentazione permette di avere di serie l'antifurto immobilizer
La modifica più importante è però il motore, sulla ST3 è un bicilindrico di 992 cc raffreddato a liquido e con tre valvole per cilindro, 2 d'aspirazione e 1 di scarico.
Questa unità è capace di 102 cv a 8.750 giri e offre una coppia di  9,5 kgm a 7.250 giri/min.
L'alimentazione è affidata come sulla altre ST ad una iniezione elettronica Marelli con corpo farfallato 50mm.
Questo modello Entry level della gamma Sport Touring offre alcune raffinatezza in meno rispetto alla ST4s, la forcella anteriore è una Showa a steli rovesciati da 43mm regolabile solo nel precarico mentra al posteriore abbiamo una sospensione progressiva con monoammortizzatore Sachs completamente regolabile, daltronde al momento della presentazione la Ducati ST3 costava 10.955 € mentre la ST4s 13.195 €.
Con l'introduzione nel 2006 della ST3s ABS esce di scena la più potente ST4s e da questa eredita la forcella Showa a steli rovesciati da 43 mm con trattamento TiN completamente regolabile e il monoammortizzatore progressivo Öhlins completamente regolabile a controllo remoto del precarico e il forcellone in alluminio.
La ST3 nel corso degli anni e delle versioni ha avuto diverse modifiche alla meccanica vediamo le principali:
La frizione nel 2004 era la classica multidisco a secco con comando idraulico, dal 2005 su tutte le versioni è stata adottata  una frizione multidisco in bagno d'olio con comando idraulico.
Gli scarichi nel biennio 2004-2005 erano 2 silenziatori in alluminio con catalizzatore che rispettavano la normativa Euro 2, invece le moto prodotte nel 2006 e nel 2007 montavano sia il catalizzatore che la sonda lambda e rispettavano la normativa Euro 3 (ad esclusione delle versioni destinate al mercato USA).
Anche il motore è stato rivisto e dal 2005 poteva contare su 107 CV a 8.750 giri/min con una coppia salita a 10 kgm a 7250 giri/min.