La troisième génération de la Kia Optima a été lancée au Salon international de l’auto de New York en 2010.
Elle avait la même plate-forme technique que la Hyundai Sonata ou la i40, avec une suspension indépendante aux quatre roues avec un moteur avant et une architecture à traction avant.

Conçue dans les studios de Kia à Francfort, en Allemagne, et à Irvine, en Californie, l’Optima est plus longue, plus large et plus basse que la Magentis qu’elle remplace. Le look de profil plus sportif est signé par Peter Schreyer, suivant un nouveau langage de conception présenté sur les Kia Forte et Kia Sorento, et utilisant la nouvelle calandre d’entreprise du constructeur automobile coréen, connue sous le nom de Tiger Nose.

La gamme de moteurs de l’Optima a été remplacée par l’unité universelle GDI 2,4 litres à 4 cylindres, soit couplée à une transmission automatique à 6 vitesses avec affichage du tableau de bord Eco, soit à une transmission manuelle à 6 vitesses. Sur d’autres marchés en dehors des États-Unis, d’autres moteurs sont également disponibles, comme un 4 cylindres en ligne avec une cylindrée de 2,0 litres ou deux variantes turbodiesel avec une cylindrée de 1,7 litre et 2,0 litres, respectivement. Ceux-ci peuvent également être couplés à une boîte manuelle à 6 vitesses ou à une transmission automatique à 6 vitesses.

L’intérieur de l’Optima est doté de la connectivité iPod et du Bluetooth. En 2013, Kia a proposé un système d’infodivertissement UVO construit en coopération avec Microsoft, avec un écran tactile plus grand et une caméra de recul intégrée. Il comprend également, selon le niveau de finition et les options, des sièges arrière chauffants, un système de navigation, des sièges avant chauffants et rafraîchissants et un toit ouvrant panoramique.