Fáze II je fází, ve které je lék poprvé skutečně otestován. Poté, co fáze I stanoví bezpečnost a rozmezí dávkování, se fáze II zaměřuje na to, zda lék skutečně účinkuje u pacientů s cílovým onemocněním. Tyto studie jsou větší než fáze I, obvykle se 100 až 300 účastníky a často zahrnují kontrolní skupinu, buď placebo, nebo standardní léčbu. Design může být jednoramenný, kdy každý dostane lék, nebo randomizovaný, kdy jsou účastníci rozděleni do různých skupin.

Primární cílový parametr se liší podle onemocnění. V onkologii to může být míra odpovědi nádoru nebo přežití bez progrese. V kardiologii to může být změna krevního tlaku nebo cholesterolu. V psychiatrii to může být změna na stupnici hodnocení symptomů. Fáze II také nadále sleduje bezpečnost, protože při expozici většího počtu pacientů se mohou objevit vzácnější nežádoucí účinky. Pokud se lék ukáže jako slibný a bezpečnostní profil je přijatelný, přejde do fáze III. Pokud ne, vývoj se zastaví. Zhruba 30 procent léků, které vstoupí do fáze II, postoupí do fáze III.

Na co odpovídá fáze II:

• Účinnost. Vyvolává lék zamýšlený účinek?
• Dávková odezva. Jaká dávka je nejlepší?
• Bezpečnost. Jaké nežádoucí účinky se u pacientů vyskytují?
• Koncové body. Které ukazatele výsledků jsou nejužitečnější?

Studie fáze II se často dělí na IIa, která se zaměřuje na dávkování a aktivitu, a IIb, která se zaměřuje na účinnost při zvolené dávce.