从整体的车身结构设计来说，Model 3车身采用钢铝混合材质车身框架，通过激光焊、电阻焊、铆接、涂胶等多种连接工艺进一步提升了车身的强度。此外，Model 3车头及乘客舱的数个H形防撞结构，可有效降低车辆碰撞事故中车辆变形的风险。乘客舱采用安全的笼型结构，其结构具备多条碰撞传递路径，可对应所有侧面碰撞。
具体到车身的细节来看，特斯拉还对A柱和B柱等防撞部位进行了补强设计。A柱左右内板及加强板均采用屈服强度大于1000MPa的热成型材料，钣金料厚均高于同类车型，补强后的A柱能有效减少偏置碰撞过程中车门框架的变形量。
在B柱补强设计上，特斯拉除了在B柱上部增加加强板，另外将边梁内两层加强板用一体成型设计，可对应至少4.5倍以上的整备质量重力。
区别于传统能源车型，纯电动车在安全设计上除了要保障乘员的安全外，同样注重电池的防护。一方面，Model 3电池包内两根纵梁对传统传力纵梁进行替代，保证了碰撞力的有效传递及电池安全。在车身中部主要的变形吸能区，门槛采用内贯通的加强梁，在发生侧碰或者柱碰时，能更好地保护车内乘客和电池不受挤压，将碰撞风险降到最低。