Die zweite Generation des Alpina D5 wurde am 20. Juli 2017 angekündigt.
Sie basiert auf dem BMW G30/G31, verwendet aber einen auf dem BMW B57 basierenden Motor mit drei Abgasturboladern: Zwei parallel arbeitende Hochdruckstufen mit variabler Turbinengeometrie sowie eine Niederdruckstufe. Im Vergleich zum Vorgängermodell steigt die Leistung um 28 kW (38 PS) auf 285 kW (388 PS). Damit beschleunigt das nun allradgetriebene Fahrzeug je nach Variante zwischen 4,4 und 4,6 Sekunden auf 100 km/h. Die Limousine ist mit einer Höchstgeschwindigkeit von 286 km/h das schnellste in Serie gebaute Dieselfahrzeug der Welt. Verkauft wurde der D5 S ab dem vierten Quartal 2017.
Im Juni 2020 präsentierte Alpina eine überarbeitete Version des D5. Ihr Motor erfüllt nun die Euro 6d-Abgasnorm. In den Handel kam dieses Modell im Oktober 2020.