В 1983 году Honda провела глубокую модернизацию XR500R. Модель получила全新的 двигатель RFVC (Radial Four Valve Combustion) с радиальным расположением четырёх клапанов, сухим картером (dry sump) и двумя карбюраторами. Мощность выросла до 41 л.с. при 6000 об/мин. Передняя вилка была заменена на 43-мм с воздушной регулировкой, ход подвески увеличен до 280 мм спереди и сзади. Передний тормоз стал дисковым гидравлическим. Сухой вес снизился до 121 кг.
В 1984 году модель получила пластиковые ручки защиты рук (handguards) и новые декали. Это был последний год выпуска XR500 - в 1985 году на смену пришла XR600.