Antros kartos Z4 buvo pristatytas 2009 metų Šiaurės Amerikos Tarptautinėje Automobilių parodoje. Automobilis dabar turi sulankstomą kietą stogą iš aliuminio, kuris pagamintas iš dviejų dalių ir gali būti sulankstomas per 20 sekundžių. Galingiausias variantas sDrive35i turi 2.9 L, 6 cilindrų eilėje variklį su dviem turbinomis ir išvysto 225 kW (306 AG) galią, bei 400 Nm sukimo momentą. Naujasis rodsteris turi naują interjerą ir išorės dizainą. Nors automobilio kėbulo forma liko panaši į pirmtako, tačiau stilius tapo dinamiškesnis, aerodinamiškesnis, linijos švelnesnės. Ilgas variklio dangtis, trumpa galinė dalis, puikios proporcijos - automobilis atrodo tiesiog tobulai. Naujas Z4 buvo komplektuojamas su 7 pavarų dviejų sankabų transmisija. Tai pirmasis BMW rodsteris su "iDrive" sistema. Lyginant su ankstesniuoju Z4, šis tapo ilgesnis 148 mm, 9 mm platesnis ir ženkliai sunkesnis – priaugo net 150 kg.