在2012年6月22日召开的任天堂直面会第五回中，任天堂社长岩田聪正式公布了任天堂3DS的改良机型——任天堂3DSLL，并于2012年7月28日发售，售价为18900日元（含税）。而为了控制售价，专用充电器（可以使用DS和3DS的充电器）是单卖的。附带的SD卡从原来的2GB变为4GB。 皇马队员与任天堂3DS
相比3DS，改动最突出的部分就是上屏从原本的3.58英寸增大到4.88英寸（横106.2mm×纵63.72mm）；下屏从3.02英寸增大到4.18英寸（横84.96mm×纵63.72mm）。体积增大了1.9倍，具体尺寸为纵93mm×横156mm×厚22mm（合起来时），重量从原本的235克增加到336g，含电池、触笔（约96mm）、SD卡的重量。 苍老师与任天堂3DS
此外续航时间也有所增长：
用3DS玩3DS游戏：约3小时~5小时
用3DS玩DS游戏：约5小时~8小时
用3DSLL玩3DS游戏：约3.5小时~6.5小时
用3DSLL玩DS游戏：约6小时~10小时
颜色方面，日版首发有白色、红×黑、银×黑三色。白色内外一体皆白，红×黑外红内黑、银×黑外银内黑。
新增加颜色为日版外粉内白色。