В сентябре 2006 года Honda анонсировала новый CBR600RR.

Самая радикальная модернизация CBR600 с момента появления линейки RR в 2003 году подчеркнута абсолютно новым двигателем, рамой и кузовом, в результате чего появился CBR600RR меньшего размера, легче и мощнее с ведущим в классе соотношением мощности к весу и беспрецедентными техническими характеристиками.

Масса была основным направлением редизайна. Результатом стала потеря в весе на 9,1 кг с заявленных 163,7 кг до 154,7 кг.

При проектировании CBR600RR для облегчения веса и улучшения технических характеристик, инженеры Honda первым делом переработали двигатель. Абсолютно новая силовая установка была меньше и легче, чем ее предшественник, дизайнеры тщательно изменили расположение всех внутренних компонентов, чтобы значительно уменьшить габариты двигателя, а также снизить веса на 2 килограмма по сравнению с силовой установкой модели 2006 года. Мощность, измеренная в независимых тестах, увеличилась до 105 л.с.

Рама стала легче и компактнее, чем у предшественника. Управляемость нового мотоцикла была улучшена за счет укороченной колесной базы на 22 мм, а также за счет акцента конструкторов на концепцию централизации массы. Вопреки более короткой колесной базе, задний маятник нового CBR600RR был на 5 мм длиннее, чем у предыдущего поколения, что стало возможным за счет более компактного двигателя.

Подвеска новинки практически без изменений была перенесена предшественника. На новом мотоцикле устанавливалась такая же 41 миллиметровая вилка перевернутого типа и задняя подвеска с моноамортизатором Honda Pro-Link. Кроме того новинка получила новые литые колесные диски и обновленную тормозную систему. Под рулевой колонкой была спрятана обновленная версия системы электронного демпфирования рулевого управления Honda (HESD), которая также была доступна на CBR1000RR.

9 июня 2008 года Honda представила прототип CBR600RR, который имел полностью новую тормозную систему под брендом Combined ABS, в который интегрировала комбинированную тормозную, антиблокировочну и тормозную систему по проводам. Комбинированная АБС использовала компьютерный блок управления для обеспечения правильного баланса использования передних и задних тормозов, а также контролировала, когда АБС должна включиться. Система была разработана таким образом, чтобы быть максимально незаметной, откладывая включение ABS до самого последнего возможного момента. Система Combined ABS устанавливалась на CBR600RR только с 2009 года.