Faza II to pierwszy prawdziwy test skuteczności leku. Po ustaleniu bezpieczeństwa i zakresu dawek w Fazie I, w Fazie II bada się, czy lek rzeczywiście działa u pacjentów z chorobą docelową. Badania te są większe niż w Fazie I, zazwyczaj obejmują od 100 do 300 uczestników i często obejmują grupę kontrolną, otrzymującą placebo lub standardową terapię. Projekt może być jednoramienny, gdzie lek jest podawany wszystkim, lub losowy, gdzie uczestnicy są przypisywani do różnych grup.

Pierwszorzędowy punkt końcowy różni się w zależności od choroby. W onkologii może to być wskaźnik odpowiedzi guza lub przeżycie wolne od progresji choroby. W kardiologii może to być zmiana ciśnienia krwi lub poziomu cholesterolu. W psychiatrii może to być zmiana w skali oceny objawów. Faza II również nadal monitoruje bezpieczeństwo, ponieważ rzadsze działania niepożądane mogą pojawić się wraz z ekspozycją na lek większej liczby pacjentów. Jeśli lek jest obiecujący, a profil bezpieczeństwa jest akceptowalny, przechodzi do fazy III. W przeciwnym razie badania przechodzą do fazy III. Około 30% leków, które wchodzą do fazy II, przechodzi do fazy III.

Jakie odpowiedzi daje faza II:

• Skuteczność. Czy lek wywołuje zamierzony efekt?
• Dawka-reakcja. Jaka dawka działa najlepiej?
• Bezpieczeństwo. Jakie skutki uboczne występują u pacjentów?
• Punkty końcowe. Jakie miary wyników są najprzydatniejsze?

Badania fazy II często dzieli się na IIa, która koncentruje się na dawkowaniu i aktywności, oraz IIb, która koncentruje się na skuteczności wybranej dawki.