Auf der North American International Auto Show wurde im Januar 2004 ein durch die Modelle Ende der 1960er-Jahre inspiriertes neu gestyltes Modell im Retro-Design vorgestellt. Eine offizielle Version für Europa war nicht vorgesehen, allerdings wurde der Mustang von mehreren Importeuren in Europa angeboten.

Anders als die Vorgänger, wurde diese Generation nicht mehr von Ford, sondern von der AutoAlliance International in Flat Rock produziert. Der Mustang V basierte auf einer umfassend modifizierten DEW98-Plattform die bereits vom Lincoln LS, dem Jaguar S-Type und dem Ford Thunderbird (seit 2002) genutzt wurde. Die Änderungen an der Bodengruppe waren derart umfangreich, dass Ford ihr die Bezeichnung D2C gab. Die Verwindungssteifigkeit konnte laut Herstellerangaben im Vergleich zum Vorgänger verdoppelt werden.

Das Coupé kam bereits Ende 2004 in zwei Ausführungen auf den Markt, mit dem 157 kW (213 PS) starken Vierliter-V6-Motor und als GT-Modell mit einem 224 kW (305 PS) starken 4,6-Liter-V8-Motor. Die Kraftübertragung auf die Hinterräder erfolgte durch ein Fünfgang-Schaltgetriebe oder eine erstmals erhältliche Fünfstufen-Automatik. Seit der Vorstellung des Cabriolets im Sommer 2005 war auch das Coupé in vier Varianten erhältlich: V6 Deluxe, V6 Premium, GT Deluxe und GT Premium.

Der Shelby GT500 wurde offiziell auf der Detroit Motor Show im Januar 2006 vorgestellt. Der Shelby GT500 verfügte anfangs über einen 5,4-Liter-V8-Motor mit Kompressoraufladung, die Leistung betrug 368 kW (500 PS).

Ab dem Modelljahr 2006 war der Mustang GT Premium mit dem Sonderpaket „California Special“ (CS) lieferbar. Erstmals wurde dieses Modell auf der New York Auto Show präsentiert. Der vier Zentimeter tiefer liegende GT/CS verfügte über angedeutete Lufteinlässe („Side scoops“) an den Seiten und einen speziellen Frontstoßfänger mit vergrößertem Kühlergrill. Im Innenraum verbaute Ford zweifarbige Ledersitze. Erinnern sollte der Wagen an die Vorgänger aus den 1960er-Jahren.

Ford entwickelte und konstruierte von Anfang an ein Cabriolet zusätzlich zur Coupé-Ausführung. Das Ziel dabei war eine steifere Karosserie ohne viel Mehrgewicht für zusätzliche Verstrebungen und ein Minimum an störenden Luftverwirbelungen bei geöffnetem Verdeck. Auch das Cabriolet-Dach wurde weiterentwickelt. So verfügte das elektrisch zu öffnende Vinylverdeck erstmals über ein beheizbares Echtglas-Heckfenster und klappte sich in „Z-Form“ auf.

Ebenfalls neu aufgelegt wurde der Shelby GT/H. Eine spezielle Frontpartie kennzeichnete das auf 500 Exemplare limitierte Modell. Wie bereits die früheren Modelle, erhielt auch dieses Modell eine schwarze Lackierung mit goldenen Streifen (das „H“ im Namen steht für den Autovermieter Hertz). In beiden Modellgenerationen sollen die Streifen an die Siege in Le Mans erinnern. Ein kleines Rennsport-Accessoire stach sofort ins Auge: Schnellverschlüsse mit Splintsicherung zum schnelleren Öffnen der Motorhaube. Zusätzlich zu den optischen Extras verbaute Ford ein Sportfahrwerk und einen Motor mit 239 kW (325 PS). Nach Beendigung ihrer Nutzung als Mietwagen bei Hertz wurden die Fahrzeuge versteigert.

Für das Modelljahr 2009 präsentierte Ford ein Facelift mit schmaleren Scheinwerfern und ein erstmals erhältliches Panoramadach.

Für das Modelljahr 2010 überarbeitete Ford im Frühjahr 2009 den Mustang. Sowohl die Front, Fahrzeugseiten als auch das Heck wurden neu gestaltet, was dem Fahrzeug eine modernere und aggressivere Optik verleihen sollte. Auch das Interieur wurde stark überarbeitet und wirkte nun höherwertig. Weiterhin war das Fahrzeug nun serienmäßig mit ESC und Ford Sync ausgerüstet. Angeboten wurden die Ausstattungsvarianten V6, V6 Premium, GT, GT Premium und Shelby GT500. Alle Varianten waren als Coupé und Cabriolet verfügbar.

Während der 4,0-Liter-V6-Motor unverändert blieb, erhielt das GT-Modell den modifizierten und leistungsgesteigerten 4,6-Liter-V8-Motor des 2008er Bullitt. Auch der GT500 erhielt eine Leistungssteigerung.

Modelljahr 2011

Ford überarbeitete den Antrieb und das Fahrwerk tiefgreifend. Der 4,0-Liter-V6-Motor wurde durch einen moderneren 3,7-Liter-V6-Motor aus Aluminium mit Vierventil-DOHC-Zylinderköpfen und variabler Ventilsteuerung ersetzt. Ein neuer 5,0-Liter-V8-Motor, ebenfalls mit Vierventil-DOHC-Zylinderköpfen und variabler Ventilsteuerung, ersetzte den bekannten 4,6-Liter-V8-Motor. Sowohl das Schaltgetriebe als auch die Automatik hatten nun sechs statt wie bisher fünf Vorwärtsgänge. Das Fahrwerk erhielt andere Dämpfer und Federn sowie größere Bremsen. Weiterhin gab es nun optional das Brembo Brake Package, welches eine noch größere Bremsanlage mit Vier-Kolben-Sättel an der Vorderachse, ein strafferes Fahrwerk und weitere umfangreiche Unterschiede zum Serienfahrwerk aufwies. Der GT500 erhielt nun ebenfalls einen neuen Motorblock aus Aluminium, wobei der Hubraum gleich blieb.

Modelljahr 2013

Der Mustang wurde erneut überarbeitet. Die Änderungen beschränkten sich primär auf eine geänderte Front- und Heckpartie. Grill und Motorhaube wurden ähnlich denen des Shelby GT500 (ab Mj. 2010) gestaltet. Zudem verfügte der Mustang nun serienmäßig über Bi-Xenon-Scheinwerfer und dreigeteilte LED–Rückleuchten. Die Änderungen kamen auch dem Boss 302 zugute, dessen Produktion nach Ablauf des Modelljahres eingestellt wurde. Weiterhin erhielt der V8-Motor des GT eine kleine Leistungssteigerung. Der Hubraum des Motors aus dem GT500 wurde vergrößert, was in Verbindung mit weiteren Modifikationen zu einer deutlichen Leistungssteigerung führte.

Mustang VI (seit 2014)

Ende 2013 stellte Ford die neue Modellgeneration des Mustang vor, die Ende 2014 auf dem US-Markt eingeführt wurde und seit Sommer 2015^[17] auch wieder offiziell in Deutschland verkauft wird. Der Wagen wird wie sein Vorgänger als Coupé ("Fastback") und als Cabriolet ("Convertible") angeboten.

Angetrieben wird das neue Modell wahlweise von einem 2,3-Liter-EcoBoost-Reihenvierzylindermotor mit 233 kW (317 PS) oder einem 5,0-Liter-V8-Motor mit 310 kW (421 PS), der eine überarbeitete Version des Motors aus dem Mustang Boss 302 der fünften Modellgeneration ist.^[19] Außerhalb von Europa wurde der Mustang bis 2017 auch mit einem 3,7-Liter-V6-Motor angeboten, der 224 kW (305 PS) leistete. Neben einem manuellen Sechsganggetriebe bietet Ford eine Sechsstufen-Automatik an. Die V8-Versionen sind serienmäßig mit einer Launch Control (nur bei Schaltgetriebe) sowie dem neuen Electronic Line-Lock ausgestattet, einem Assistenzsystem, das den Fahrer beim Ausführen von Burn-outsunterstützt, indem es die Vorderräder festbremst. Als zusätzliches Gimmick projiziert der Mustang GT 5.0 ein galoppierendes Pferd auf die Straße, sobald die Tür geöffnet wird.

Die Bremsanlage kommt von Brembo, je nach Motorversion verfügt der Wagen an der Vorderachse über Vier- oder Sechskolben-Festsättel und belüftete Bremsscheiben der Größe 352 mm × 32 mm bzw. 380 mm × 34 mm, an der Hinterachse sind Schwimmsättel und belüftete Bremsscheiben der Größe 330 mm × 25 mm montiert.

Der Mustang VI verfügt erstmals über eine Einzelradaufhängung an der Hinterachse, die bisherigen Modelle (mit Ausnahme des SVT Cobra von 1999 bis 2004) waren ausschließlich mit einer Starrachse versehen. Motorhaube und Kotflügel werden aus Aluminium gefertigt, um das Gewicht des Fahrzeugs zu verringern.

Im ersten vollen Verkaufsjahr 2016 wurden in Deutschland 5232 Ford Mustang – davon 1973 als Cabriolet – neu zugelassen. Auf der Liste der meistverkauften Sportwagen führte das Kraftfahrt-Bundesamt den Mustang damit hinter dem Porsche 911 und dem Audi TT auf Rang 3.

Mit dem 750 PS starken Shelby Mustang Super Snake der Tuning-Firma Shelby American wurde 2017 das 50-jährige Jubiläum des Mustang Super Snake gefeiert. Offiziell präsentiert wurde das auf 500 Exemplare limitierte Modell auf der Barrett-Jackson Auction 2017 in Scottsdale. Die Leistung wird durch einen Kompressor erreicht.

Modelljahr 2018

Im August 2017 wurde der Mustang einem Facelift unterzogen, welches seit 2018 auch in Deutschland erhältlich ist. Unter anderem bekam das Fahrzeug ein neues Fahrwerk, höherwertige Materialien, ein digitales Cockpit sowie ein neues Zehn-Gang-Automatikgetriebe. Der 3,7-Liter-V6-Motor wurde aus dem Programm genommen, der 5,0-Liter-V8 in der EU-Version leistet nun 331 kW (450 PS). Serienmäßig verbaut ist beim GT eine Klappenauspuffanlage, um den Klang des Fahrzeugs anzupassen. Ebenfalls hinzugekommen sind zahlreiche Assistenzsysteme, die u. a. ein besseres Abschneiden im Euro-NCAP-Crashtest 2018 (3 Sterne) bewirkten.

Im Rahmen der Detroit Motor Show 2018 präsentierte Ford zum 50-jährigen Jubiläum des Films Bullitt ein Sondermodell des Mustang als Reminiszenz zum damaligen Filmfahrzeug.

Im Januar 2019 wurde auf der Detroit Motor Show mit dem 567 kW (771 PS) starken Shelby GT500 ein neues Topmodell der Baureihe vorgestellt. Es wird seit Herbst 2019 offiziell ausschließlich in Nordamerika verkauft.

Mit dem Mach 1 ersetzte Ford im Herbst 2020 sowohl den Bullitt als auch den Shelby GT350.