La phase II est celle où l'efficacité d'un médicament est véritablement testée pour la première fois. Après que la phase I a établi son innocuité et une posologie optimale, la phase II vise à déterminer si le médicament est réellement efficace chez les patients atteints de la pathologie ciblée. Ces essais sont plus importants que ceux de la phase I, incluant généralement 100 à 300 participants, et comportent souvent un groupe témoin, recevant soit un placebo, soit le traitement standard. Le protocole peut être à un seul bras, où tous les participants reçoivent le médicament, ou randomisé, où les participants sont répartis en différents groupes.

Le critère d'évaluation principal varie selon la maladie. En oncologie, il peut s'agir du taux de réponse tumorale ou de la survie sans progression. En cardiologie, il peut s'agir d'une modification de la pression artérielle ou du cholestérol. En psychiatrie, il peut s'agir d'une modification sur une échelle d'évaluation des symptômes. La phase II continue également de surveiller la sécurité, car des effets indésirables plus rares peuvent apparaître lorsque davantage de patients sont exposés au médicament. Si le médicament se révèle prometteur et que son profil de sécurité est acceptable, il passe en phase III. Dans le cas contraire, son développement est interrompu. Environ 30 % des médicaments qui entrent en phase II passent en phase III.

Réponses de la phase II :

• Efficacité. Le médicament produit-il l'effet escompté ?
• Relation dose-réponse. Quelle dose est la plus efficace ?
• Sécurité. Quels effets secondaires surviennent chez les patients ?
• Points d'aboutissement. Quelles mesures de résultats sont les plus utiles ?

Les essais de phase II sont souvent divisés en IIa, qui se concentre sur le dosage et l'activité, et en IIb, qui se concentre sur l'efficacité à la dose sélectionnée.