Trzecia generacja samochodów Avensis debiutowała podczas Salonu Samochodowego w Paryżu, jesienią 2008 roku, a sprzedaż rozpoczęto kilka miesięcy później. Nowe nadwozia zachowały dotychczasowy rozstaw osi, ale ich stylistyka jest bardziej dynamiczna niż poprzednio. Do produkcji wdrożono tylko dwie wersje nadwoziowe, zrezygnowano z pięciodrzwiowego nadwozia typu hatch-back.

Do napędu samochodów tej rodziny przewidziano gamę silników składającą się z trzech jednostek benzynowych o pojemności skokowej 1,6, 1,8 oraz 2,0 dm3 oraz trzech turbodoładowanych silników Diesla o pojemności 2,0 i 2,2 dm3 (dwie wersje). Silniki benzynowe wyposażono w nowy układ rozrządu o nazwie Valvematic, w którym optymalizacja procesu spalania w cylindrze odbywa się poprzez sterowanie fazami rozrządu oraz skokiem zaworów dolotowych.

Wszystkie silniki zabudowane są poprzecznie i napędzają przednie koła pojazdów.

W 2011 roku podczas Salonu Samochodowego we Frankfurcie n/Menem zaprezentowano samochody rodziny Avensis po modernizacji typu face-lifting. Ich sprzedaż ruszyła na przełomie lat 2011/2012. W przedniej części nadwozia zmieniono wlot powietrza, zderzak oraz lampy, w których pojawiły się diodowe światła dzienne. Nowy jest także zderzak tylny oraz klosze lamp zespolonych. Drobne zmiany przeprowadzono w zespołach napędowych i w zawieszeniu kół jezdnych.

Drugą większą modernizację tej rodziny przeprowadzono w połowie 2015 roku. Zmiany objęły nie tylko nadwozie, ale również gamę silników. Nowa, bardziej dynamiczna forma przedniej części nadwozia spowodowała wzrost długości pojazdów o około 5 cm. Zmodernizowano także wnętrze i poprawiono wyciszenie. Silniki benzynowe ulepszono pod względem ekologicznym, natomiast wprowadzono dwa nowe silniki Diesla. Obie jednostki pochodzą z gamy firmy BMW i mają pojemność 1,6 oraz 2,0 dm3. Łączone są tylko z mechanicznymi skrzyniami przekładniowymi.