2005年7月に3300系2次車3302F～3305Fの4両編成4本が落成。7500系パノラマカーの残った車両を置き換えた。7500系パノラマカーは全車廃車、解体された。
車内の天井部分がアルミデコラに変わった。名鉄の転換クロスシートのある最後の通勤型電車。また、名鉄本線系統の4両編成の完全新造通勤電車は2015年8月の3307Fまで製造しない(3306Fは新製配置が瀬戸線であるため)。
登場当時からの変化として、3305Fは2006年から2010年にかけて岐阜寄りユニットの制御装置を新型のものに取り換え、また3405形の片側の台車を全閉外扇形のものに取り換えて試験を行った。その結果は瀬戸線4000系で本格採用となった。
スタンションポールはピンク系に着色されていたが、後に全て剥離され無塗装になっている。
現在の車体塗装は2代目で、2015年から2016年にかけて順次、塗装変更が行われた。3305Fは2015年度のエコムーブトレインの運用終了後、検査入場したついでに塗装変更を行った。
2019年度以降、中間車の優先席の位置も変更された。
2025年1月現在、3302F～3305Fの4両編成4本は名鉄籍を有する。3303F～3305Fは名鉄本線系統の車掌が乗務する区間で活躍している。3302Fは舞木検査場で長期休車中である。
2025年7月に落成20周年を迎える予定である。
0:00　3302F
0:44　3303F
1:35　3304F
2:28　3305F