该剧第二季共 26 集，始于 1972 年 9 月的《狂躁时刻》（Amok Time），演员沃尔特·柯尼格（Walter Koenig）在其中饰演俄罗斯航海家帕维尔·切科夫（Pavel Chekov），观众们第一次看到了斯波克的家乡火神星。这一季还包括一些值得注意的剧集，比如“镜像世界”，介绍了“镜像宇宙”；《巴别塔之旅》（Journey to Babel），介绍了斯波克的父母萨瑞克和阿曼达；以及后来在《星际迷航：动画系列》和《星际迷航：深空九号》的一集中重新出现的漫画《小麻烦》。