A segunda temporada de 26 episódios do programa começou em setembro de 19672 com "Amok Time", que introduziu o ator Walter Koenig como o navegador russo Pavel Chekov, e deu aos espectadores o primeiro vislumbre do mundo natal de Spock, Vulcano. A temporada também inclui episódios notáveis como "Mirror, Mirror", que introduz o "Universo Espelho"; "Journey to Babel", contendo a introdução dos pais de Spock, Sarek e Amanda; e o cômico "The Trouble With Tribbles", que mais tarde seria revisitado em um episódio de Star Trek: The Animated Series e um de Star Trek: Deep Space Nine.
