CRH2C（二阶段）型动车组，是在CRH2C（一阶段）的基础上，进行整体优化设计（第二阶段）而研发的高速动车组。

2010年01月，第二阶段CRH2C首列（当时编号CRH2-091C）下线，在郑西高铁测试中创造了393 km/h的记录。

2010年02月起，第二阶段CRH2C在郑西客运专线投入运营。

2014年07月01日，根据《铁总运（2014）150号》文件，所有CRH动车组的编号均作出了调整，CRH2C（二阶段）型动车组的编号方式发生变化：原编号为CRH2-091C～CRH2-110A改为CRH2C-2091～CRH2A-2110，CRH2-141C～CRH2-150A改为CRH2C-2141～CRH2C-2150。

CRH2C二阶段是在一阶段的基础上进行改进，与一阶段相比，CRH2C二阶段采用四方股份、株洲时代电气、株洲电机基于MB-5120-A联合研制的YQ365或永济电机吸收三菱电机技术后自主研制YJ92B电机，轴功率提高到365kW，其轴端设置速度传感器、用于牵引变流器控制以及制动控制装置检测速度（转子频率数），额定功率提升为8760 kW，YQ365额定功率365 kW，额定转速4142 rpm，额定电流130 A，功率因数为0.86，齿轮传统比由一阶段的3.036调整为2.379（另有说法为2.371 83/35），保证在轮对全磨耗及时速350情况下牵引电机不超过允许最高转速。动车组在第4车厢、第6车厢处各设一个受电弓。动车组使用SSS400+型高速受电弓，并在受电弓两侧加装立体围护整流罩。

CRH2C二阶段采用四方股份研制的SWTB-350/SWMB-350型转向架，一系悬挂沿用无摇枕结构，构架主体结构保持不变，与SWMB/TB-300相比，存在如下变化：优化设计铝合金轴箱体尺寸，轴箱轴承外径尺寸增加，轴箱、转臂、轴箱的前盖和后盖都用铝合金制成，降低簧下质量，轮轴和一系悬挂按照15 t轴重设计，超员100%下最大轴重17 t。二系悬挂优化空气弹簧结构，气囊下方锥形碗状橡胶堆从倒扣改为正置，内部金属隔板由1层改为2层且下新增圆环状叠形橡胶堆，能够增强橡胶堆提供横向刚度并可以在当空气弹簧失效时通过锥形橡胶堆提供垂向刚度。优化一系减振器和构架之间等不同区域的弹性节点，增设抗侧滚扭杆装置，设半主动横向减振器，中心牵引销减重，横向止挡和牵引中心销之间自由间隙增加至30~50 mm。抗蛇行减振器也由每侧一个变为每侧两个。调整一系悬挂参数和二系空气弹簧的参数(刚度、阻尼)，CRH2C二阶段还解决CRH2C一阶段所存在的垂向和横向振动问题。还增加转向架失稳监测装置。优化制动方式，CRH2A和CRH2C一阶段采用气液转化增压的制动夹钳和整体式闸片，因液压油物理特性影响，制动起效时间长，制动力不稳定，CRH2C二阶段取消气液增压制动缸，直接改为气动式制动夹钳和浮动式闸片，气动控制制动可有效提升制动响应速度，并减小设备体积。

CRH2C二阶段车体主结构与CRH2C一阶段相同，二阶段将底架端部地板改为双层中空型设计，侧墙下边梁改为桁架结构，外端墙板由2.5mm改为4mm，同时部分借鉴了CRH3C的降噪策略，但是车体强度仍无法满足长时间以时速350 km/h运行。供电制式为交流25kV  50Hz，采用IGBT风冷牵引变流器，采用主辅分离式设计，牵引电路的基本单元由1台牵引变压器→2台牵引变流器→8台牵引电机构成。牵引变流器安装在M车上，由牵引变压器牵引绕组引出，在牵引时向牵引电机提供电力、制动时进行电力再生控制。当1次侧绕组电压为25kV时，牵引绕组电压为1653V。辅助变流器由牵引变压器辅助绕组引出，辅助变流器提供非稳压单相AC100V、稳压单相AC100V、稳压单相AC220V、稳压三相AC400V、稳压DC100V给相关车辆设备。当1次侧绕组电压为25kV时，辅助绕组电压为400V。车厢内部调整为木色暖色调，且使用LED光源；改用玻璃车厢间隔门和透明行李架。

随着部分车型的集中配属，CRH2C全部配属南京，主要运营沪宁城际及周边线路

如何区分？G字头列车无商务座、特等座即为CRH2C。