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Remplaçante de la Peugeot 309, elle existe en 5 portes dès l'origine, puis en 3 portes, 4 portes et cabriolet depuis 1994, en break depuis 1997. Elle hérite de la plate-forme et de beaucoup d'organes de la Citroën ZX. Curieusement, la filiation Talbot fait encore son apparition sur cette voiture (les tôles comportent un T inscrit dans un cercle embouti à côté du lion Peugeot !). La 306 a en effet été fabriquée en premier à Poissy, fief de Talbot ; l'usine anglaise de Ryton a aussi contribué, mais plus tard.

Les motorisations disponibles en essence sont 1.4, 1.6 et 1.8, un moteur 1.1 est apparu sur certaines versions bas de gamme, des versions 16 soupapes des moteurs à essence existent depuis 1993 pour la première S16, et 1994 sur les 1.8 l et 2.0 l. La version 1.6 de 90 ch essence offre un bon compromis économie/performances. Côté diesel, on trouve deux versions atmosphériques (1 868 et 1 905 cm³), un très répandu turbodiesel à échangeur de 1.9 l de cylindrée, ainsi qu'un HDI de 2.0 depuis 1999 (restylage mineur appelé Phase 3, notamment projecteurs à glaces lisses et antibrouillards ronds), tous issus de la famille XUD.

La 306 a été longtemps une vedette des ventes Peugeot, des voitures de société aux compactes ou bourgeoises comme la rare finition Griffe, en passant par les élégants cabriolets, avec même des versions au GPL. La longévité de la fabrication a vu logiquement s'étoffer l'équipement, et la fabrication a suivi l'évolution des techniques : les moteurs à essence étaient à injection dès l'origine, les catalyseurs sont apparus sur les versions diesel lors du restylage d'avril 1997, couramment appelé Phase 2 (phares intégrant les clignotants, gros logo Peugeot sur le capot), l'électronique de commande sur le moteur HDI, l'antiblocage de roue à 3 capteurs ABR et l'airbag en option des premiers modèles ont fait place à des systèmes plus modernes en série, au point que le nombre de pièces communes entre une version de début de fabrication en 1993 et un des derniers modèles de 2001 pourrait conduire à penser qu'il s'agit de modèles différents. Les versions restylées ont inauguré le capteur de pluie Valeo pour la commande automatique des essuie-glace.

Le côté sportif est assuré dans un premier temps par la S16, possédant le 2.0 l 16v avec un système d'admission à caractéristiques acoustiques variable (ACAV), qui avait été développé pour un modèle précédent. Mais ce moteur ayant souffert de l'adjonction d'un catalyseur, une autre version de la S16 est développée et commercialisée dès octobre 1996 : la S16 deuxième du nom, appelée GTI en Espagne et Suisse, et GTI6 au Royaume-Uni. Elle est munie d'un nouveau bloc 2.0 l 16v développant 167 ch, ainsi qu'une boîte 6 vitesses. "La 306 Le Mans" est une édition limitée sortie à quelques 400 exemplaires à peine, elle comprenait les capacités de la S16, mais sous une autre dénomination, en rapport avec la course mythique des 24 heures.

Au niveau du châssis, la 306 a toujours fait figure de référence : en effet, son comportement est très sain, les suspensions sont bien équilibrées et le tout est homogène. La tendance au sous-virage des voitures à traction est contrée par l'utilisation d'un essieu arrière auto-directionnel fixé sur des cales élastiques, qui incline légèrement les roues vers l'intérieur des virages serrés. De plus, cette voiture vire avec très peu de roulis, ce qui augmente l'agrément en conduite appuyée. La compacité et le centre de gravité bas contribuent à une maniabilité qui a fait de la S16 une vraie voiture de sport au point de donner des idées aux conducteurs des autres modèles moins bien dotés, la D Turbo a par exemple donné une apparence flatteuse aux versions diesel. Le freinage est aussi un point fort des 306, avec des équipements adaptés aux performances de chaque modèle: gros tambours à l'arrière sur les breaks et Société, disques à l'arrière sur les S16 et HDI, disques ventilés à l'avant sur les Turbo diesel et essence performantes, la banque d'organes Peugeot a joué à plein, le moteur Turbo Diesel s'est par exemple retrouvé aussi sous le capot des 405, 406, Xsara, Xantia et même jusqu'au 806/Evasion.

Les différentes finitions disponibles sont, entre autres, les suivantes : XR, XT, XS (finition sport), puis Equinoxe, Symbio, Cashmere (depuis le restylage d'avril 1997), avant de revenir aux XR, XT, XT Pack de 1999 à 2002. On trouve également des intérieurs "Rolland Garros" (tons verts), "Eden Park" (cuir beige avec appuie-tête en forme de ballons de rugby) et de nombreuses séries spéciales aux complexes variations d'équipement. La S16 boîte 6 est proposée en deux finitions : Confort (bon marché, plus légère) et Premium (mieux équipée : climatisation automatique, rétroviseurs motorisés, lève-vitres électriques).

L'évolution des composants et des services associés aux véhicules a vu par exemple l'intervalle entre vidanges passer de 7 500 km sur les premiers modèles à 30 000 sur les plus récents, le remplacement de courroie de distribution de 80 000 km ou 5 ans sur les premiers diesel à 160 000 km ou 10 ans sur les HDI : la 306 illustre bien son rôle de charnière des années 95 : première à ne recourir à aucun carburateur ou allumeur encore courants à sa naissance, elle termine sa carrière avec un accélérateur à potentiomètre, un calculateur de gestion moteur et un calculateur de caisse sur ses dernières versions. Elle est aussi née sans airbag et sans ABS, pour finir avec ces équipements en série.