2009年~先代の4ドアセダンから5ドアハッチバックと、大きくボディ形状が変更となります。2代目から日本国外での市場を考慮して大型化され、ホイールベースも2700mmとなり、車幅も1,725mmと拡大されたため、日本では3ナンバー登録となりました。先代の販売実績の3倍、3000台でした。呼称される「THS」の発展型で、エンジンは先代と同じく1NZ-FXE型を搭載するが10・15モード燃費はさらに向上して35.5km/lになり、4人乗り以上の市販ハイブリッドカーとしては当時の世界最高低燃費を達成したました。3代目モデルにも継承されたトライアングル・モノフォルムと呼ばれる三角形のおむすび形のスタイリングが特徴的で、2003年度にはグッドデザイン大賞を受賞しました。トヨタのハイブリッドシステムはこの他にもクラウンなどに搭載されていた簡易ハイブリッドユニットであるTHS-M、エスティマやアルファードに搭載されたTHS-Cなどのバリエーションがあります。パナソニックEVエナジーのニッケル水素電池は小型トラックや大型路線バスのハイブリッド車にも採用されている。2代目モデルでは、キーをポケットに入れたまま車に近付くだけでロック解除となるキーレスドアオープン、後方カメラの映像上で場所を指定するだけで駐車のハンドル操作を自動化できるインテリジェントパーキングアシスト、横滑り防止機構と電動パワーステアリングを統合制御する「S-VSC」などの最新技術が投入されました。