A II. fázisban történik meg egy gyógyszer első valódi hatékonysági tesztje. Miután az I. fázis megállapította a biztonságosságot és a dózistartományt, a II. fázis azt vizsgálja, hogy a gyógyszer valóban működik-e a célbetegségben szenvedő betegeknél. Ezek a vizsgálatok nagyobbak, mint az I. fázisúak, általában 100-300 résztvevővel rendelkeznek, és gyakran tartalmaznak egy kontrollcsoportot is, amely vagy placebót, vagy standard kezelést kap. A vizsgálat felépítése lehet egykarú, ahol mindenki megkapja a gyógyszert, vagy randomizált, ahol a résztvevőket különböző csoportokba osztják be.

Az elsődleges végpont betegségenként változik. Onkológiában ez lehet a tumorválasz aránya vagy a progressziómentes túlélés. Kardiológiában a vérnyomás vagy a koleszterinszint változása lehet. Pszichiátriában a tünetértékelő skálán bekövetkező változás lehet. A II. fázis továbbra is figyelemmel kíséri a biztonságosságot, mivel ritkább mellékhatások jelentkezhetnek, ha több beteget érint a gyógyszer. Ha a gyógyszer ígéretesnek tűnik, és a biztonsági profil elfogadható, akkor a III. fázisba lép. Ha nem, a fejlesztés leáll. A II. fázisba lépő gyógyszerek nagyjából 30 százaléka jut el a III. fázisba.

Milyen válaszokat ad a II. fázis:

• Hatékonyság. A gyógyszer a kívánt hatást hozza létre?
• Dózis-válasz összefüggés. Melyik dózis működik a legjobban?
• Biztonság. Milyen mellékhatások fordulhatnak elő a betegeknél?
• Végpontok. Mely eredménymutatók a leghasznosabbak?

A II. fázisú vizsgálatokat gyakran IIa-ra osztják, amely az adagolásra és a hatásra összpontosít, valamint IIb-re, amely a kiválasztott dózis melletti hatékonyságra összpontosít.