2007年6月に姉妹車の「ノア」とともに「ヴォクシー」も2代目に進化した。ファミリー向けのミニバンというコンセプトは初代を踏襲するが、ZSグレードに、燃費性能の向上を目的として開発したバルブマチック機構を備えた2リッターの新エンジンを搭載した。このエンジンは、吸気バルブの開閉タイミングを連続的に変化させる既存のVVT-iに、新たにバルブリフト量を連続的に変化させる機構を組み合せた動弁機構を備えることで、流入する空気量を、従来からのスロットルバルブの開閉量にかえて、吸気弁のリフト量を変化させることで調量する。これにより、吸気バルブのリフト量と開閉タイミングを運転状態に応じて最適にコントロールすることが可能となり、低燃費と動力性能の向上を同時に達成した。

実用面では、ワンタッチで折りたたみから跳ね上げまで可能なサードシート、外側方向に回転しチャイルドシートへの乳幼児の乗せ降ろしを容易にするセカンドシート、乗降時に便利な低いステップやチャイルドグリップなどを採用した。