En décembre 2001, la NSX subit un profond restylage afin d'actualiser la ligne de la voiture, alors âgée de 12 ans. Les modifications sont nombreuses mais celle qui est la plus frappante est la présence de phares fixes disposant d'un éclairage au xénon au lieu des phares escamotables, qui ne sont plus adaptés aux pays obligeant à rouler de jour phares allumés. À l'arrière, les feux sont également modifiés. Cette nouvelle carrosserie est plus fine que la précédente et le Cx passe ainsi de 0,32 à 0,30. Les éléments techniques sont également remis au gout du jour et on peut voir l'apparition de jantes de 17 pouces à l'avant comme à l'arrière.
Cette version reprend les éléments qui ont fait le succès de la version de 1992, à savoir : un poids en baisse, de meilleurs trains roulants et une aérodynamique optimisée. Accusant 1 270 kg sur la balance, elle se révèle plus lourde que son ancêtre de 40 kg bien que le capot avant et l'aileron arrière soient en fibre de carbone. Cependant, les différentes améliorations rendent ce modèle encore plus performant. La caisse est rigidifiée, les suspensions raffermies et les barres stabilisatrices gagnent en diamètre. La carrosserie est revue et permet de gagner en appui aérodynamique. L'habitacle se pare de rouge, de la moquette jusqu'aux baquets Recaro. Le conducteur aura également le droit à un volant Momo de faible diamètre et à un pommeau de levier de vitesse en titane. Au niveau du moteur, les évolutions sont peu nombreuses. Néanmoins, en plus de bénéficier d'un équilibrage de l'équipement mobile, le moteur est associé à une boîte de vitesses à l'étagement rapproché.