Tháng 7 năm 2002 ITU-T ban hành tiêu chuẩn đầu tiên về ADSL2 (Prepublication) trong khuyến nghị G.992.3. ADSL2 ra đời nhằm cải tiến tất cả các ứng dụng trên ADSL về cả thoại và số liệu. Ngoài hai chế độ truyền dẫn trên ADSL là chế độ truyền dẫn đồng bộ STM và chế độ truyền dẫn bất đồng bộ ATM như ADSL thế hệ đầu tiên ADSL2 còn hỗ trợ thêm chế độ truyền dẫn thứ ba là chế độ truyền dẫn paket và hỗ trợ thoại không gói hóa gọi là thoại kênh hóa (CV: Channelized Voice). Thoại kênh hóa được đưa vào dòng dữ liệu của ADSL2 mà không cần qua bộ IAD.
Ngoài ra ADSL2 còn thay đổi về dải tần truyền dẫn theo hai chiều upstream và downstream. Nhờ các cải thiện này mà tốc độ truyền dẫn của các đường dây dài 3 dặm đã tăng từ 560Kbps/276Kbps lên đến 1560Kbps/590Kbps theo thứ tự tương ứng cho chiều downstream/ upstream. Độ dài đường dây cho một tốc độ cố định đã tăng được 300m. Với những cải tiến như vậy, ADSL2 đã đem đến dịch vụ cho đến 99% các đường dây ở vùng thành thị.
Hơn nữa ADSL2 lại tương hợp tốt với ADSL được tiêu chuẩn hóa trong ITU-T G.992.1. ADSL2 vẫn sử dụng đôi cáp đồng truyền thoại sẵn có, các nhà cung cấp dịch vụ hoàn toàn không phải đầu tư thêm cơ sở hạ tầng đường truyền mới mà vẫn có khả năng cung cấp dịch vụ với băng thông lớn hơn nhiều so với chuẩn ADSL. Do ADSL2 hoàn toàn tương thích với ADSL, với chipset ADSL2 cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phát triển các dịch vụ tiên tiến như video hội nghị… trên cùng một hạ tần truyền dẫn phía khách hàng. Điều này giúp các nhà cung cấp dịch vụ đảm bảo không bị lãng phí vốn đầu tư.