Первой моделью Bentley, созданной её новым хозяином - компанией Rolls-Royce, стал представленный в 1933 г. Bentley 3,5-litre с силовым агрегатом от Rolls-Royce 20/25hp. Как и автомобили Rolls-Royce того периода, Bentley 3,5 litre не имел стандартного кузова: его выбирал заказчик. Фирма сотрудничала с такими знаменитыми изготовителями кузовов, как Парк Уорд, Генри Наттинг и Муллинер. Успех к этой модели пришёл благодаря удачно выбранным передаточным числам в коробке передач, позволившим мотору работать в наиболее эффективном диапазоне оборотов. Также модель была спроектирована с учётом экономии металла для снижения веса и более полного использования мощности мотора. Интересно то, что схему подвески с переменной жёсткостью сэр Генри Ройс набросал за день до смерти. Утром сиделка отдала клочок бумаги со схемой секретарю, а он отправил его на завод.
Автомобиль продолжил спортивную славу своих предшественников: в 1934 и 1935 годах гонщик Холл на спортивной модификации Bentley 3,5-litre два раза подряд занял второе место в соревнованиях Tourist Trophy в Ольстере. Однако, в дальнейшем фирма отказалась от участия в гонках, сконцентрировав усилия на создании легковых автомобилей высшего класса. Журналисты назвали Bentley 3,5 litre самым бесшумным спортивным автомобилем. Именно эта модель легла в основу послевоенных серий MkVI и R-type, а также Rolls-Royce Silver Dawn. Производство 3,5 litre длилось 6 лет, за которые удалось изготовить 2500 машин.
Более поздний вариант модели получил двигатель с рабочим объемом 4,257 л, и назывался 4 1/4 litre. На его базе был построен автомобиль для гонщика Ники Эмбирикоса, вдохновивший инженеров фирмы на создание прототипа скоростного седана для континентальных туров Corniche. Этот прототип был известен как "Ольга" (по номерному знаку OLG 182). Для снижения массы в нем отказались от прикуривателя, перчаточного ящика и радиоприёмника, а от руководства добились разрешения уменьшить высоту традиционной радиаторной облицовки. Прототип погиб под бомбёжкой в порту Дьепа, но стал основой для купе R-type Continental, выпущенного ограниченной серией.
