Kolejny krok w rozwoju standardu poczyniony został dopiero w roku 2008, kiedy została prowadzona pierwsza specyfikacja standardu USB 3.0. Po raz kolejny jej głównym owocem było niemal dziesięciokrotne zwiększenie prędkości transmisji – do 5 Gb/s (gigabitów na sekundę); kosztem natomiast powiązany z całkiem inną koncepcją pracy komplet nowych gniazd.

Tradycyjnie sprawdźmy – jak nowe złącze wpłynie na szybkość przesyłu filmu, czyli pliku o wielkości 700MB.
Znów musimy zacząć od przeliczenia jednostek – giga to tysiąckroć więcej niż mega, zatem 5Gb/s to w przybliżeniu 5000Mb/s (dla wygody obliczeń pomijamy tu zależność, że 1kB to 1024B, itd. – po prostu w „równych tysiącach” wygodniej się liczy, a obliczenia i tak są tylko przybliżone). Biorąc pod uwagę tą zależność otrzymujemy prędkość na poziomie 625MB/s, tak więc bez dodatkowych obliczeń – przyjmujemy, że plik zostanie przesłany w czasie poniżej dwóch sekund.

Jest to dobre miejsce aby wspomnieć , że w technice komputerowej absolutnie konieczny jest harmonijny rozwój wszystkich elementów, składających się na komputer. Opracowany osiem lat temu (w roku 2000) standard przesyłu danych SATA – który miał trzy wersje: SATA I o prędkości 150MB/s, SATA II – 300MB/s i najnowsza SATA III – 600 MB/s został właśnie wysycony w 100%.
Bez opracowania szybszego interfejsu do przesyłu danych z dysku twardego nie osiągniemy lepszych wyników! Na szczęście w kolejnych latach zostały opracowane szybsze technologie.

Istotą zmiany, która pozwoliła na taki skok technologiczny było przemyślenie od podstaw zasad pracy interfejsu. Do tej pory cała wymiana danych odbywała się po jednej parze przewodów, która służyła zarówno do nadawania jak i do odbierania danych. Jak wiemy z życia codziennego, prowadzenie tych czynności równolegle jest niemożliwe. Wprowadzenie dwóch dodatkowych par, osobnej do nadawania i drugiej do odbierania zrewolucjonizowały sposób przesyłania danych.

Najistotniejszą cechą nowych portów, prócz piorunującej prędkości, jest całkowita zgodność wsteczna z urządzeniami starszych standardów – oznacza to, że zadziała zarówno urządzenie USB 2.0 włożone do portu USB 3.0, jak i odwrotnie. Niestety, transmisja danych odbywać się będzie nadal z prędkością 60MB/s w myśl zasady o „najsłabszym ogniwie łańcucha” – aby dane transmitowane były szybciej – wszystkie elementy systemu muszą wspierać nowe technologie.
Wspomniana zgodność możliwa jest dzięki temu, że nie usunięto ani nie zmieniono funkcjonalności istniejących do tej pory pinów – a wprowadzono nowe, które nie istniały w poprzednich standardach i nie są z nimi w konflikcie (nie przeszkadzają w korzystaniu z nich).

Dodatkowe linie transmisyjne udało się sprytnie ukryć w porcie typu USB A 3.0, wizualnie nie różniący się zasadniczo od złącza USB A (w tym oznaczeniu pomija się określenie 2.0) starszego typu. Z powyższego powodu te dwa rodzaje złącz tak dobrze współistnieją w komputerach i laptopach. Niestety, w przypadku urządzeń peryferyjnych kształtu nie udało się zachować. Wtyk typu USB B 3.0 zasadniczo jest podobny do wtyku starszego typu, ale posiada charakterystyczną „nadbudówkę” – kable tego typu spotykane są rzadziej, np. w nowoczesnych skanerach lub jako złącze transmisji danych w Kinekcie dla XBOX One. Wtyk typu micro-USB 3.0 ma całkowicie odmienny kształt od poprzednika, jego wygląd jest zbliżony do dwóch złącz starszego typu znajdujących się obok siebie – wykorzystywany jest w dyskach twardych oraz wszystkich innych miniaturowych urządzeniach. 

W standardzie USB 3.0 nie opracowano złącza z rodziny mini (rynek nie miał takiej potrzeby).