Una volta che è stata confermata la sicurezza dello studio dal trial in Fase I, vengono effettuati trial in Fase II su gruppi più grandi (20-300). Essi sono progettati per valutare come funziona il farmaco, e per continuare la valutazione sulla sicurezza effettuata in fase I, su un gruppo più ampio di volontari e pazienti. Quando fallisce il processo di sviluppo per un nuovo farmaco, ciò avviene normalmente durante i trial in fase II, nel momento in cui si scopre che non funziona come pensato, oppure che ha effetti tossici.