第二代XM8於2004年5月4日正式提交給美國陸軍。有17卡賓槍、15緊湊型槍和14精密槍，將在2004年秋冬由武器研究部、101空降師和第三步兵師的士兵進行測試和評估。目前XM8的研制進度是:2004年第二財季完成第壹代原型炮的實際測試，2004年第三、四季度完成第二代原型炮的測試，2005年第壹季度完成第二代原型炮的測試，2005年第三季度末裝備部隊，2006年進壹步提高產量，2006年第二、三季度完成7.62mm口徑炮的測試。
許多在概念設計中列出但在1代樣槍上沒有實現的項目被添加到第二代樣槍中。比如1代樣槍上的瞄準裝置只有反射式紅點瞄準鏡壹種功能，而綜合瞄準系統的其他功能在二代樣槍上實現，並提供兩種瞄準裝置。
第壹眼相當於M16/M4系統目前使用的CCO和PEQ-2的功能組合。壹般用於標準型或緊湊型或輕機槍型，總重量272g，包括無放大倍數的反射式瞄準鏡。紅點劃分規格為1.5 moa(100碼處直徑為1)。
第二種瞄準具相當於目前ACOG和PEQ-2的功能組合。壹般用於精密射擊或輕機槍，總重量567克，包括壹個放大4倍的棱鏡瞄準鏡(與ACOG性能相同)，也能反射1.5MOA的紅點，還有與前者性能相同的紅外激光指示器和紅外照明燈。
瞄準器的另壹個重要變化是重新設計了備用瞄準器。在1代樣槍上，倒車瞄準鏡被蝕刻在瞄準鏡中，但第二代樣槍取消了倒車瞄準鏡，取而代之的是傳統的機械瞄準鏡，可以折疊存放在護板和把手上。
參與實驗的戰士壹方面建議使用傳統的機械瞄準鏡作為備份瞄準鏡，另壹方面考慮到如果光電瞄準鏡損壞無法對中，備份瞄準鏡無法對中，設計了獨立的備份瞄準鏡。
瞄準鏡電池的壽命也從110小時提高到了400小時，並且新的設計使用杠桿夾代替螺絲將瞄準鏡固定在武器上，這也是為了響應參與實驗的士兵對更簡單安裝方式的要求。另外，風偏和高度的調節，以前是用容易掉的小板手來做，現在可以用5.56 mm的外殼或者小硬幣來調節。
此外，在調節風的偏轉和高度時，可以聽到壹個小而清脆的哢噠聲。瞄準鏡的控制開關由原來的側位移到現在的後位，更便於士兵查看和操作，控制開關的操作面積也增大了，原來的“上下”箭頭被“加減”符號取代。
拆卸銷拔出後，仍然“掛”在安裝孔上，沒有額外存放等。在第壹代樣品槍的設計中，分解銷會插入手柄上的兩個小孔中，防止其脫落，但在第二代樣品槍中，分解銷拔出後仍然“掛”在安裝孔上，沒有額外存放。
這是根據參與測試的士兵的反饋，采用了與M16/M4相同的分解銷形式。在第壹代樣品槍中，生產了壹種可向左折疊的伸縮槍托。折疊機制與G36 stock相同，但方向相反。在第二代樣品槍中，設計了類似MP5的桿式伸縮槍托。
在第二代中，精確射擊型和輕機槍型合二為壹，只是輕機槍使用100發彈筒，而精確射擊型使用標準的30發彈夾。當然，C-MAG大容量彈藥桶也可以用在其他XM8型號上。之所以做出這壹決定，是因為美國陸軍不打算用XM8輕機槍替換鏈式彈藥補給和可以快速更換槍管的M249。雖然模塊化的XM8可以很容易地改變槍管，但所需的過程仍然太長，無法在戰鬥中進行。此外，新的20英寸槍管采用了帶有縱向凹槽的重型槍管，不僅減輕了重量，還利用了散熱。另外，新設計的兩腳架可以縮短，這樣折疊後護手木的位置不會受到影響。
在第二代樣品槍上，設計者將理論射速從每分鐘750發提高到每分鐘850發，主要目的是提高槍的再入速度，使滲入殼體的泥沙更容易從槍中排出，從而提高在沙漠環境下的可靠性。
第二代XM8還包括壹些人體工程學方面的改進，例如在拉絲機的手柄上增加了凹凸凹槽，以便更牢固地抓握。改進掛鉤手柄，增加插銷釋放手柄，操作更方便。提高木材保護和增加耐熱性，並在木材保護內增加隔熱屏。槍托上加了標記，士兵壹看就知道槍托伸出的長度。改進後的肩托板，在穿防彈衣的時候很容易對準肩膀。減重也取得了成效，標準槍的重量比1代樣槍減輕了約1磅。標準型本來用的是和G36K壹樣的分體式阻火器，但是兩個樣品槍的阻火器在發射15000發後出現了裂紋，所以在二代的時候改成了類似M16的鳥籠式阻火器。
目前，樣品槍有三種形狀:黑色、深綠色和卡其色，但據項目經理士兵武器辦公室主任邁克爾？邁克爾·史密斯上校表示，最終的制作很可能是地球色調的數字迷彩，就像陸軍最近批準的戰鬥服壹樣，因為在迷彩測試中，發現黑色樣品槍在移動時太容易暴露目標。
目前計劃在2005年首先裝備兩個步兵旅XM8。盡管美國國會在2005年預算和補充預算中取消了約2700萬美元的采購費用，但陸軍並沒有放棄在2005年正式裝備XM8的計劃，因此陸軍現在考慮從現有資金中挖錢。在做出這些決定之前，二代XM8還是定在9月份去亞利桑那州沙漠測試，5438年6月+10月去巴拿馬熱帶測試，65438年2月+2月去阿拉斯加極地測試，而且還是邊測試邊改進。