La Peugeot 307 Fase 2 (restyling di giugno 2005) segna una svolta cruciale per il modello. Esteticamente, adotta il frontale 'a bocca larga' ispirato alla 407. Tecnicamente, abbandona l'architettura elettronica multiplexata VAN/CAN (fonte di innumerevoli guasti sulla Fase 1) a favore della rete 'Tout CAN'. Questo cambiamento ha migliorato radicalmente l'affidabilità elettronica. Sul piano meccanico, le motorizzazioni a benzina (che sono il cuore di questa scheda) si rivelano particolarmente robuste e costituiscono oggi la scelta migliore nell'usato, contrastando fortemente con i problemi dei diesel 1.6 HDi della stessa epoca. Disponibile in berlina (3/5 porte), station wagon (Estate/SW) e Coupé-Cabriolet (CC).
La Peugeot 307 Fase 2 è un ottimo affare nell'usato a condizione di scegliere una motorizzazione a benzina. Il passaggio alla rete multiplexata 'Tout CAN' ha cancellato la cattiva reputazione della Fase 1. Il motore 1.6 16v 110 CV (TU5JP4) è la scelta migliore: indistruttibile, elastico e poco costoso da mantenere. Il 2.0 16v 143 CV è perfetto per chi percorre molti chilometri ed è allergico al diesel. Al contrario, evitate assolutamente il 1.6 HDi 110 CV, un vero e proprio pozzo senza fondo finanziario a causa dei suoi periferici fragili (turbo, volano, FAP).