dp3 Quattroは、広角のdp1 Quattro、標準のdp2 Quattroに続くdp Quattroシリーズの3台目で、35mm判換算75mm相当の中望遠を受け持つ。50mm F2.8のレンズは最短撮影距離22.6cm、最大撮影倍率1:3で、中望遠でありながら本格的なマクロ撮影もできるとされる。^{2プレス デジカメ WatchSIGMA dp3 Quattroが3月12日発売} 公式サイトでは現在、生産完了と表示されている。^{3公式 シグマdp3 Quattro 仕様 - シグマ}

この役割に合わせた専用アクセサリーが、1.2倍のコンバージョンレンズFT-1201である。3群4枚構成で、装着すると35mm判換算90mm相当になり、発表時の数値では最短撮影距離29.4cm、最大撮影倍率1:3.6となる。^{4プレス デジカメ Watch「SIGMA dp3 Quattro」の専用テレコンが発表} 本体と同じ3月12日に税別2万3,000円で発売された。^{2プレス デジカメ WatchSIGMA dp3 Quattroが3月12日発売}

FT-1201はレンズ先端にねじ込む方式で、開放F2.8のまま使える。一方、dp1/dp2 Quattroに用意された外付け光学ファインダーは、中望遠の本機には用意されなかった。フードも、既存のLH4-01にエクステンションフードHE1-01を組み合わせる2ピース構成である。^{5レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：SIGMA dp3 Quattro（外観・機能編）} その後、2016年3月18日には、dp1/2/3 QuattroとLCDビューファインダーLVF-01のキットが発売された。^{6プレス デジカメ Watchシグマ、dp1/2/3 Quattroにビューファインダーキット}

レンズの仕様はDP3 Merrillから変わっていない。50mm F2.8(35mm判換算75mm相当)、8群10枚、絞り羽根7枚、最短撮影距離22.6cm、最大撮影倍率1:3という公式仕様の数値は両機で一致する。^{7公式 シグマDP3 Merrill 仕様 - シグマ} ただし、設計まで共通かどうかは明らかでなく、発売時のレビュー記事は本機のために設計された専用の中望遠レンズと紹介している。^{5レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：SIGMA dp3 Quattro（外観・機能編）}

大きく変わったのはセンサーである。撮像面はどちらもAPS-Cサイズ相当の23.5×15.7mmだが、DP3 Merrillが3層とも4,800×3,200画素で有効約4,600万画素としていたのに対し、dp3 Quattroは青と輝度の情報を取るトップ層を約2,000万画素、下の2層を各約490万画素とし、有効画素数は約2,900万画素になった。この「1:1:4」の構成が名前の由来で、シグマは解像度の30%向上とデータ容量の削減をうたい、画像処理エンジンもTRUE IIIに改めた。^{1プレス デジカメ Watchシグマ、新世代Foveon X3センサー採用の「dp Quattro」シリーズ}

山木社長は、トップ層で高解像度の輝度情報を取り、色はR/G/Bの各層で分解する方式だと説明した。Merrillのように全層が同じ画素数の構造では、S/Nの制約から解像度を上げにくかったという。^{8インタビュー デジカメ Watch【フォトキナ】カメラ事業を柱に。レンズは長く使える製品を追求――シグマ}

ボディも作り替えられた。Merrillまでの箱形から一変し、レンズが前に突き出し、グリップが背面側に張り出す薄いボディになった。シグマは開発発表で、重量感や形状、レイアウトによるホールディング性まで含めて、すべての要素を「画質」に集約したと説明した。^{1プレス デジカメ Watchシグマ、新世代Foveon X3センサー採用の「dp Quattro」シリーズ}

山木社長によると、この形はデザインとして目指したものではない。Quattroセンサーを実用化するには、解像情報用を含む外付けの高特性AFEチップ4個や、前段2Gbit・後段4Gbitのメモリなど、最新のハイエンド一眼レフに近い規模の回路が必要になった。「あれ以上は小さくならない」ので、大きくなるならホールディング性をしっかりさせようと考えた結果だという。^{8インタビュー デジカメ Watch【フォトキナ】カメラ事業を柱に。レンズは長く使える製品を追求――シグマ}

変化は数値にも表れている。外形はDP3 Merrillの121.5×66.7×80.6mmから161.4×67×101.8mmになり、電池とカードを除く本体重量は400gから465gに増えた。バッテリーはBP-41からBP-51に替わり、CIPA基準の撮影可能枚数は約97枚から約200枚に増えた。背面液晶は両世代とも3型約92万ドットである。^{3公式 シグマdp3 Quattro 仕様 - シグマ} 高さと幅は他のdp Quattroと共通で、奥行きはシリーズで最も長く、重さもシリーズで最も重いとされる。^{5レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：SIGMA dp3 Quattro（外観・機能編）}

画づくりでは、山木社長はQuattroでオートホワイトバランスと自動露出を大きく見直し、JPEG画質が上がったと述べている。^{8インタビュー デジカメ Watch【フォトキナ】カメラ事業を柱に。レンズは長く使える製品を追求――シグマ} 発売後も、2016年2月19日のファームウェア(dp3 Quattroはバージョン1.03)でホワイトバランスと色再現性が改善され、やや黄みがかっていた青空などが解消したとされる。^{9プレス デジカメ WatchSIGMA dp Quattroの色再現性が向上}

dp Quattroシリーズは、焦点距離の異なる3台のハイエンドコンパクトとして構成され、ズーム機にもレンズ交換式にもしなかった。^{10レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：SIGMA dp3 Quattro（実写編）} その系譜の出発点であるDP1(2008年)は、一般的な1/2.3〜1/1.7型のコンパクトと変わらない大きさに、APS-Cサイズ相当(20.7×13.8mm)のセンサーを載せたカメラだった。^{11レビュー デジカメ Watchオールド&ニュー「名機のアルバム」：シグマDP1＆dp1 Quattro}

先代のDP3 Merrillで中望遠を選んだ理由について、山木社長は2013年1月、DP1/DP2 Merrillを発売した頃から中望遠と超広角の要望があり、使い勝手とラインナップのバランスから中望遠にしたと説明した。DP3 Merrillは最初から予定していたわけではなく、発売後のファンの評価を受けて製品化を決めたという。同社長は、DP Merrillがデジタル一眼レフと同じAPS-Cセンサーに専用レンズを組み合わせたことで、コンパクトでここまでの解像度が出るのかという驚きをもって評価されたとも述べている。^{12インタビュー デジカメ Watch【CES】シグマ山木社長に聞く「DP3 Merrill」の狙い}

画質の高さは、発売時のレビュー記事と価格.comのレビューの双方が挙げる長所である。^{10レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：SIGMA dp3 Quattro（実写編）} 形については、レビュー記事が特異なデザインと書き、価格.comのレビューでも独特のフォルム・デザインが挙がる。^{5レビュー デジカメ Watch新製品レビュー：SIGMA dp3 Quattro（外観・機能編）}

価格.comのレビューは9件と少ないが、満足度は8件の集計で4.74、5点が75%、4点が25%を占める。撮影可能枚数はDP3 Merrillの約97枚から約200枚に増えたものの、価格.comのレビューにはバッテリーを弱いとする投稿が複数ある。^{13レビュー 価格.comSIGMA dp3 Quattro 価格比較・レビュー - 価格.com}