Третье поколение YZF-R125, представленное в 2019 году, стало самым масштабным обновлением в истории модели. Главное новшество - двигатель с системой VVA (Variable Valve Actuation), которая переключает профили впускных кулачков на 7400 об/мин, обеспечивая лучшую тягу на низах без потери мощности на верхах. Система работает механически: соленоид вдвигает штифт, соединяющий два коромысла, и более агрессивный профиль кулачка начинает управлять клапанами.
Помимо нового двигателя, мотоцикл получил переработанный алюминиевый маятник, изменённую геометрию рамы (колёсная база сократилась до 1325 мм), Assist & Slipper сцепление (облегчающее работу рычага и предотвращающее блокировку заднего колеса при резких переключениях вниз), заднюю шину увеличенной ширины 140/70-17 и полностью новый дизайн передней части в стиле R1/R6. В 2021 году модель была адаптирована под стандарт Euro 5.