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A partir de février 1957, un moteur plus grand et plus lourd de 3,4 litres 210 ch (brut) déjà utilisée dans la Jaguar Mark VIII devient également disponible, en grande partie en réponse à la pression des concessionnaires américains Jaguar. Des roues à rayons sont devenues disponibles. La 3.4 avait une calandre avant plus large pour un meilleur refroidissement, un essieu arrière plus robuste et des enjoliveurs de roues arrière (naissains) ont été découpés pour recevoir les enjoliveurs des roues à rayons. La calandre de 2,4 litres a également été dotée d'une calandre plus grande. Après la construction et l'envoi de 200 voitures aux États-Unis et juste avant l'annonce de l'arrivée de la voiture, un incendie majeur a détruit les installations de production de 3,4 litres.
En septembre 1957, une transmission automatique Borg-Warner à trois rapports (auparavant une option d'exportation seulement) est devenue disponible avec l'un ou l'autre moteur, et les freins à disque Dunlop pour les quatre roues ont été offerts en option sur tous les modèles Jaguar sauf la berline Mark VIII. 19 992 des versions 2.4 et 17 405 de la 3.4 litres ont été fabriqués.
The Motor ont testé une berline automatique de 3,4 litres en 1957. Cette voiture avait une vitesse de pointe de 119,8 mi/h (192,8 km/h), une accélération de 0 à 60 mi/h (97 km/h) en 11,2 secondes et une consommation de carburant de 21,1 miles par gallon impérial (13,4 L/100 km ; 17,6 mg-US). La voiture d'essai a coûté £1864, taxes comprises, soit £622.
Une version à surmultipliée manuelle de la 3,4 litres a été testée par l'Autocar en juin 1958. Son temps de 0-60 mi/h (97 km/h) était de 9,1 secondes, et de 0-100 mi/h (160 km/h) en 26 secondes, un peu plus d'une seconde derrière la XK150 contemporaine avec le même moteur.
