Nakon uspješno izvedene prijevare kojom su uvjerili Wraithe da je Atlantis uništen, stanovnici Atlantisa uspijevaju uspostaviti kontakt sa Zemljom zahvaljujući ZPM modulu koji su dobili sa Dedalusa. Iz ekipe odlazi poručnik Ford, kojeg mijenja bivši trkač Ronon Dex. Centralna radnja ove sezone se bazira na Dr. Beckettovom retrovirusu, koji bi trebao biti u mogućnosti pretvoriti Wraithe u ljude. Nekoliko probnih pokušaja korištenja retrovirusa propada, uz, uglavnom, neželjene rezultate. Zahvaljujući ovome, ekipa Atlantisa dobiva još jednog velikog neprijatelja, Michaela, na kojem je propao eksperiment sa retrovirusom.

Премиерата на втория сезон се проведе в Съединените щати, 15 юли 2005 година. Атлантида с помощта на пристигналият на време кораб от Замята първоначално успява да избегне първата ескадрила на Призраците. След това карат и втората обсадна флотилия, състояща се от дванадесет кораби кошери да повярват в самоунищожението на града. Също така членовете на експедицията успяват да установят и периодична комуникация, благодарение на новият междугалактически крайцер за Земята, наречен Дедал и новото МНТ. Шепърд бива повишен в чин подполковник и бившият беглец Ронън Декс се присъединява към екипа на Шепърд, на мястото на избягалият лейтенант Форд. Основната сюжетна линия през този сезон се основава на работата на д-р Бекет върху ретровирус, способен да преобразува призраците в хора. Първите експерименти с все още «суров» вирус водят до катастрофални резултати с момиче рейф (призрак) и почти довеждат до смъртта на Шепърд. Изпитателна но подобрена версия довежда до нееднозначни резултати с рейфа Майкъл. Сезона завършва с неясен край, когато флотилия от два модернизирани Призрачни кораби кошери започват своя полет към Млечния път и към Земята.

L'histoire suit directement la fin de la première saison, la cité est sauvée avec l'arrivée du vaisseau terrien Dédale et les Wraiths croient que Atlantis a été détruite par une explosion nucléaire. Ronon Dex rejoint l'équipe de Sheppard en remplacement du lieutenant Ford qui est contaminé par une toxine Wraith transformant le lieutenant en véritable machine de guerre. Sheppard et son équipe visitent de nouvelles planètes où ils découvrent de nouvelles technologies anciennes plus ou moins bonnes et font la connaissance de nouveaux peuples dont un qui a mis au point un virus capable de tuer les Wraiths. Le Docteur Beckett expérimente ce rétrovirus et le transforme. L'arme biologique d'Atlantis permet de transformer des Wraiths en humains. Ils font un test sur un Wraith qu'il prénomme Michael mais ce dernier parvient à leur échapper et fait route vers la Terre avec plusieurs vaisseaux.

A város megsegítésére megérkezik a Daedalus nevű csatahajó, melynek segítségével megelőző támadásra indulnak Atlantisz védői, és magával hoz a fedélzetén egy teljesen feltöltött ZPM-et, amely a város pajzsát látja el energiával. Megkezdődik az ostrom, ami közben Ford egy bizarr átalakuláson megy át: félig lidérc, félig ember lesz. A lidércek táplálkozáskor egy enzimet bocsátanak az ember testebe, ami megerősíti a szívet, hogy az áldozat ne haljon meg idő előtt.] Ez alapvetően megváltoztatja az expedíció tagjaihoz fűződő kapcsolatát. A lidérc támadást sikerül visszaverni. Az évad fő történeti szála a Carson Beckett által felfedezett retrovírus, amely képes egy lidércet emberré változtatni. A retrovírust tesztelik egy lidércen, Michaelen is, de változó sikerekkel. Az évad végén az expedíciónak szövetséget ajánl Michael csoportja, ám a végén elárulják őket. Az évad azzal zárul, hogy megtudjuk: a lidércek a Föld felé tartanak.

La segunda temporada de Stargate Atlantis comenzó el 15 de julio de 2005 y finalizó el 30 de enero de 2006 con un total de 20 episodios.