Второе поколение X3 проектировалось с амбициозным размахом, в нем Fiio решили исправить все, что первому X3 ставили в претензию: начиная с дизайна и заканчивая звуком. Для этого в новинке поменяли почти все, начиная с корпуса и заканчивая начинкой. Теперь за воспроизведение отвечает CS4398 от Cirus Logic (пожалуй, самый популярный чип в современных плеерах), усилитель использует OPA1642 и LMH6643, как в старшей модели X5, но немного упрощен по схемотехнике.