Во втором поколении (2003-2012) Saab 9-3 переехал на платформу GM Epsilon, общую с моделями Opel Vectra и Cadillac BLS, и был во многом унифицирован с другой продукцией General Motors. Новый аэродинамический дизайн, разработанный Михаэлем Мауэром и Андерсом Густафсоном, дебютировал на концепте Saab 9-3X на Детройтском автосалоне 2002 г. Компания отказалась от хэтчбэков в пользу 4-дверного седана, а в качестве альтернативы ему предложила 5-дверный универсал SportWagon/SportCombi и 2-дверный кабриолет. На смену моторам Saab H-серии пришли рядные 4-цилиндровые бензиновые двигатели Ecotec: 1.8-литровый атмосферный мощностью 122 л.с. и 2-литровый с турбонаддувом мощностью 150, 175 или 210 л.с. Также был доступен 1.9-литровый 4-цилиндровый турбодизель мощностью 120, 150 или 180 л.с., а на топовых комплектациях с 2006 г. использовался 2.8-литровый бензиновый турбомотор V6 мощностью 250-280 л.с. Все эти агрегаты работали в паре с 5/6-ступенчатой механической коробкой передач или 5/6-ступенчатой автоматической Sentronic. Эксклюзивными для Saab 9-3 были такие опции, как полный привод XWD, регулируемый угол схождения задней подвески ReAxs, активные подголовники SAHR II и запатентованная волоконно-оптическая электросистема. Уровни отделки назывались Linear, Vector, Arc и Aero. В 2012 г. 47 кабриолетов специальной серии Saab 9-3 Independence Edition стали последними автомобилями, выпущенными под маркой Saab.