第二代戰鬥機強調高空高速能力，具有較遠的航程、較大的載荷和較高的飛行速度。
第二代戰鬥機通常配備有先進的航空電子設備系統、中距空空飛彈以及能夠執行多種任務的武器系統，這些飛機裝有後掠翼和大型推力渦輪噴氣發動機，升限可達20000米以上，最大速度可超過兩倍音速。第二代戰鬥機還普遍裝備了空對空飛彈和空對地武器，具備全天候作戰能力，能夠進行長程空戰和精確打擊等多種作戰任務。第二代戰鬥機的典型機型包括美國的F-100「超級佩刀」、F-104「星戰士」和蘇聯的米格-21「魚窩」等。這些飛機在20世紀50年代末至60年代初開始服役，逐步取代了第一代超音速戰鬥機，第二代戰鬥機的出現顯著提高了空戰能力和對地攻擊能力。