Partea a doua a seriei continuă în 2010: A doua odisee. Un echipaj comun americano-sovietic, la bordul navei Leonov, pleacă spre Jupiter pentru a afla ce s-a întâmplat cu nava Discovery și pentru a studia monolitul din apropierea planetei. La bordul navei se află și Heywood Floyd, cel care a investigat perturbația magnetică de pe Lună.
Spre surprinderea lor, nava Leonov este devansată de nava chinezească Tsien, construită în secret. Însă echipajul asiatic va avea parte de un destin tragic pe Europa, unul dintre sateliții lui Jupiter.
Echipajul de pe Leonov ajunge la Discovery, iar HAL 9000 este repus în funcțiune, fiind elucidat motivul pentru care a luat-o razna în urmă cu nouă ani. Dave Bowman reintră în scenă sub forma unor apariții misterioase și îi avertizează pe cei de pe Leonov că trebuie să părăsească urgent zona, în termen de 15 zile.
Astronauții îi urmează avertismentul și sunt martorii unei explozii de proporții. Monoliții transformă planeta Jupiter într-o stea, denumită Lucifer. De acum, Pământul are doi sori, iar noaptea dispare. Cartea se încheie cu avertismentul transmis omenirii de HAL, care a fost ridicat pe un plan superior al existenței de către Dave Bowman:
TOATE ACESTE LUMI SUNT ALE VOASTRE, CU EXCEPȚIA EUROPEI.
NU ÎNCERCAȚI SĂ ATERIZAȚI ACOLO.
Arthur C. Clarke - 2010: A doua odisee.