Druga generacja modelu Panamera debiutowała na rynku w listopadzie 2016 roku. Konstrukcja pojazdu powstała na nowej platformie o nazwie MSB (Modularer Standardantriebsbaukasten). Rozstaw osi został powiększony o 30 mm, a długość całkowita wzrosła o 34 mm. Nieznacznie wzrosły też szerokość i wysokość pojazdu. Pod względem stylistycznym nowe nadwozie upodobniło się do modelu 911.

Podstawowa wersja miała klasyczny układ zespołów, a do napędu zastosowano turbodoładowany silnik benzynowy V6 o pojemności skokowej 3,0 dm3. Bardziej dynamiczne wersje napędzane były benzynowymi jednostkami o pojemności 2,9 (V6) i 4,0 (V8) dm3 z doładowaniem bi-turbo. Uzupełnieniem gamy był silnik Diesla w układzie V8 oraz dwie wersje hybrydowe.

Do produkcji wprowadzono także wersję Executive, która wyróżniała się wydłużonym o 15 cm rozstawem osi.

W marcu 2017 roku gama Panamery powiększyła się o nową wersję nadwoziową o nazwie Sport Turismo. Zachowano standardowy rozstaw osi, ale zmieniono tylną część nadwozia, przez co nieznacznie wzrosła pojemność bagażnika, a w drugim rzędzie siedzeń wygospodarowano miejsce dla trzech osób. Nadwozia tego rodzaju określa się anglojęzycznym terminem shooting brake. Zrezygnowano też z produkcji wersji z silnikami Diesla. Nowością 2018 roku były modele GTS z silnikiem V8 o pojemności 4,0 dm3.