Druga generacja Cadillaka CTS została zaprezentowana podczas targów motoryzacyjnych w Detroit w styczniu 2007 roku. Samochód utrzymano w nowym kierunku stylistycznym marki, wyróżniając się bardziej awangardowymi proporcjami nadwozia na czele z dużymi reflektorami o nieregularnym kształcie i dużą, chromowaną atrapą chłodnicy.
W 2008 roku podczas Pebble Beach Concours d’Elegance zaprezentowana została wersja kombi pojazdu, która została wprowadzona na rynek w 2009 roku. Zyskała ona charakterystyczne, podłużne tylne lampy i niewielkie okienko na rzecz masywnego słupka D. W sierpniu 2010 roku z kolei oferta nadwoziowa CTS II została skompletowana o 2-drzwiowe coupé, które zastąpiło w ofercie model XLR.
Jako bazowe źródło napędu służył silnik w układzie V6 o pojemności 3.0 l i mocy 274 KM. Opcjonalnie oferowano wyposażoną w bezpośredni wtrysk paliwa jednostkę V6 3.6 l generującą moc maksymalną 304 KM (224 kW). Standardowo pojazd oferowany był z 6-biegową manualną skrzynią biegów, opcjonalnie dostępna była 6-biegowa automatyczna przekładnia Hydra-matic GM 6L50. Na żądanie pojazd mógł być wyposażony w napęd AWD (tylko ze skrzynią automatyczną).