Fase II er der et legemiddel får sin første virkelige effekttest. Etter at fase I har etablert sikkerhet og et doseringsområde, spør fase II om legemidlet faktisk virker hos pasienter med måltilstanden. Disse studiene er større enn fase I, vanligvis 100 til 300 deltakere, og de inkluderer ofte en kontrollgruppe, enten placebo eller standardbehandling. Designet kan være enarmet, der alle får legemidlet, eller randomisert, der deltakerne blir tildelt forskjellige grupper.

Det primære endepunktet varierer etter sykdom. Innen onkologi kan det være tumorresponsrate eller progresjonsfri overlevelse. Innen kardiologi kan det være en endring i blodtrykk eller kolesterol. Innen psykiatri kan det være en endring på en symptomvurderingsskala. Fase II fortsetter også å overvåke sikkerheten, fordi sjeldnere bivirkninger kan oppstå når flere pasienter eksponeres. Hvis legemidlet viser lovende resultater og sikkerhetsprofilen er akseptabel, går det videre til fase III. Hvis ikke, stopper utviklingen. Omtrent 30 prosent av legemidlene som går inn i fase II, går videre til fase III.

Hva fase II svarer på:

• Effekt.
• Doserespons.
• Sikkerhet.
• Endepunkter.

Fase II-studier deles ofte inn i IIa, som fokuserer på dosering og aktivitet, og IIb, som fokuserer på effekt ved den valgte dosen.