Possui os mesmos circuitos e executa as mesmas intruções, de 8, 16 e 32 bits. A diferença está no barramento de dados, que opera com 16 bits, ao invés dos 32 bits usados pelo 80386 original, que passou a chamar-se 386DX. Além do barramento de dados com 16 bits, existe ainda mais uma diferença. Seu barramento de endereços, apesar de possuir 32 bits, utiliza apenas 24, o que limita seu espaço de endereçamento a apenas 16 MB. Isto não chegou a ser nenhum priblema, pois na sua época, raros eram os PC`s que usavam mais de 4 MB de memória. O 386SX é sensívelmente mais lento que o 386DX. Ao fazer a leitura de dados da memória, o 386DX recebe 32 bits de uma só vez. O 386SX precisa realizar duas leituras consecutivas para completar os 32 bits. Apesar do acesso à memória ser mais demorado, o processamento é feito da mesma velocidade que o 80386DX. Enquanto uma intruçaõ está sendo executada, outra instrução é buscada na memória. Como em muitas instruções, o tempo de executaçõa é maior que o tempo de busca, na maioria delas o tempo adicional causado pelo barramento de 16 bits não chega a causar impacto muito forte no desempenho.