사실 유진 파마는 효율적 시장 이론의 아버지였지만 점차 그 이론과 거리를 뒀다. 1991년 유진 파마는 같은 시카고 대학 교수인 케네스 프렌치와 함께 위험과 수익을 주제로 ‘기대주 수익률의 단면(The Cross-Section of Expected Stock Returns)’이라는 논문을 발표했다. 이 논문에서는 1963년부터 1990년까지의 9,500개 주식을 대상으로 주가순자산비율, 주가수익비율, 시가총액이 낮은 주식들의 수익률이 장기적으로 높았으며 베타가 높은 주식과 낮은 주식을 비교해보면 수익률이 거의 비슷하다는 결론을 내렸다.
파마와 프렌치의 연구 결과에 따르면, 베타가 수익률을 설명하는 유일한 변수는 아니다.
“Beta as the sole variable in explaining returns on stocks is dead.”
‘하나의 위험지표로 수익률을 설명할 수 없다’는 결론이 나오고 나서 1년이 지난 후 파마는 위험을 계산할 때 베타 외에 가치척도(장부가치 대 시장가치(high book to market))와 다른 기준(시가총액을 말하며, 소형주가 더 리스크가 크다(market capitalization, smaller caps are riskier))을 고려해야 한다는 논문 ‘주식 및 채권 수익률의 공통 위험 요소(Common risk factors in the returns on stocks and bondsw)’(1993년)를 발표했다.
3요인 모델은 두 편의 논문(1992년과 1993년)을 통해 완성됐다. 논문 ‘기대수익률의 횡단면(The Cross-Section of Expected Stock Returns)’(1992년)은 베타가 주가 결정력이 없음을 실증적으로 보여주고, 시가총액(Size)과 장부가치 대 시장가치 비율(BE/ME) 변수(PBR의 역수와 같다)가 주가수익률을 더 잘 설명하는 변수라고 주장한다. 논문 ‘주식 및 채권 수익률의 공통 위험 요소(Common risk factors in the returns on stocks and bonds)’(1993년)는 SMB(Small Minus Bigw), HML(High Minus Low) 위험프리미엄을 도출해냈다.