Rakell kom till Pennsylvania-klubben från Anaheim i våras och stod för 13 poäng på 19 grundseriematcher.
Nu belönas svensken med ett längre avtal.
”Rickard visade att han var ett fantastiskt tillskott till vårt lag den här säsongen”, säger Penguins general manager Ron Hextall i ett uttalande på klubbens hemsida.
Totalt har Rakell stått för 352-poäng på 569 matcher i NHL över tio säsonger.
Det spekuleras i att förlängningen med Rakell kan minska chanserna för att den ryske storstjärnan Evgeni Malkin stannar i Penguins.