Новое поколение Citroen C3 дебютировало на Международном автосалоне во Франкфурте в 2009 году. При первом взгляде на автомобиль заметна наследственность и схожесть c C3 первого поколения, но есть и существенные отличия, которые бросаются сразу в глаза. Увеличился размер автомобиля, хотя колёсная база увеличилась всего на 0.6 см, лобовое стекло стало длиннее и теперь почти заходит на крышу (Citroen называет его Visiodrive), внутренняя отделка стала более качественной и богатой. В дополнение к привычным бензиновым двигателям 1.1 и 1.4 дм3 от предыдущего поколения, совместно с BMW были разработаны новые, более мощные двигатели 1.4 и 1.6 дм3. Использовались также два дизельных двигателя с турбонаддувом объемом 1.6 дм3, но с разными рабочими характеристиками. Привод на передние колеса передавался через механическую трансмиссию, и только самая мощная бензиновая версия могла сочетаться с автоматической коробкой передач.
В 2011 году оба дизельных двигателя были слегка модифицированы. В марте 2013 года на Женевском автосалоне было официально представлено модернизированное семейство автомобилей C3. Изменения в основном коснулись передней части кузова. Изменился передний бампер и расположение воздухозаборников, а между фарами расположена горизонтальная полоса с логотипом компании в средней части. Появилась возможность установки дневных ходовых огней в качеств опции. Изменения коснулись и ряда приводных агрегатов. Были введены два новых трехцилиндровых бензиновых двигателя объемом 1.0 и 1.2 дм3, а дизельный двигатель был вновь усилен. Также новинками стали 6-ступенчатые коробки передач. В 2014 году были представлены модернизированные дизельные двигатели, отвечающие стандарту Евро 6.
Производство автомобилей Citroen C3 второго поколения было завершено в конце 2016 года.