Второе поколение KTM 50 SX выпускалось с 2008 по 2016 год. Главным нововведением стала жидкостная система охлаждения, заменившая воздушную. Мотоцикл получил новую раму с двойной колыбелью и переднюю вилку WP. Высота по седлу составляла 684 мм, сухой вес варьировался от 39,8 до 41,5 кг в зависимости от года выпуска.
В 2010 году модель получила обновления: новую крышку зажигания для улучшенной герметизации, новую внутреннюю ступицу сцепления, новый вал коробки передач и новую крыльчатку водяного насоса для улучшения охлаждения.