Le restylage de septembre 2012 est le vrai tournant du CR-Z. Honda ne se contente pas de retoucher le nez: la batterie passe au lithium-ion, la puissance grimpe, l'assistance électrique devient plus franche et le coupé reçoit le système Plus Sport sur les versions manuelles. Cette phase corrige en partie le reproche fait au premier CR-Z: agréable, oui, mais un peu trop sage pour son style.
En 130 ch CVT ou 137 ch 6MT selon la version, le CR-Z phase 2 devient enfin cohérent avec son look. Il reste moins rationnel qu'une Toyota Prius, mais bien plus impliquant à conduire, avec des relances plus pleines et une vraie sensation d'allègement. Ce n'est toujours pas une GTI hybride, plutôt un petit coupé électrique d'appoint mieux calibré pour la route rapide et la conduite active.