Die zweite Generation des Panamera ist das erste Fahrzeug auf dem neuen, von Porsche entwickelten MSB (Modularer Standardantriebsbaukasten) des VW-Konzerns. Porsche stellte ihn am 28. Juni 2016 im Motorwerk in Berlin der Öffentlichkeit vor. Die Produktion erfolgt nun komplett in Leipzig. Hierfür wurde ein neues Karosseriewerk gebaut. Seit November 2016 steht der neue Panamera zu Preisen ab 107.553 € bei den Händlern. Zunächst wurde die zweite Generation mit zwei Ottomotoren und einem Vierliter-V8-Dieselmotor, der ähnlich auch im Audi SQ7 zum Einsatz kommt, und Allradantrieb angeboten. Alle drei Motoren werden doppelt aufgeladen. Auf der LA Auto Show im November 2016 präsentierte Porsche die Langversion Executive der zweiten Generation. Wie beim Vorgängermodell ist diese um 15 Zentimeter länger. Zudem wurde eine neue Basisversion vorgestellt. Diese wird von einem Dreiliter-V6-Ottomotor angetrieben, ist auch mit Hinterradantrieb erhältlich und kostet ab 88.989 €.

Mitte August 2017 nahm Porsche die Dieselvariante vom Markt. Als Grund gab der Hersteller zunächst zusätzliche Überprüfungen, um die Qualitätsansprüche der Marke auch im Interesse der Kunden weiter auszubauen, an. Im Februar 2018 stellte Porsche die Produktion aller seiner Dieselmodelle ein. Damit wird der Panamera auch nicht mehr mit Dieselmotor angeboten werden.