第2期『はたらく細胞!!』は、「AnimeJapan 2019」におけるゲーム『いつでも はたらく細胞』のトークイベント内で制作決定が発表され、2021年1月より放送予定。2020年9月5日には第2期のエピソードが『「はたらく細胞!!」最強の敵、再び。体の中は“腸”大騒ぎ！』と題して先行劇場上映された。
原作 清水茜
監督 鈴木健一（第1期）
小倉宏文（第2期）
シリーズ構成 柿原優子
キャラクターデザイン 吉田隆彦、玉置敬子（サブ）
細菌キャラクターデザイン
プロップデザイン 三室健太
アクション作画監督 三室健太、入江俊博（第1期 第4話以降）
美術設定 曽野由大、橋口コウジ（第1期）
美術監督 若林里紗（第1期）
細井友保（第2期）
色彩設計 水野愛子
CGディレクター 中島豊（第1期）
石井規仁（第2期 3DCG監督）
撮影監督 大島由貴
編集 廣瀬清志
音響監督 明田川仁
音響制作 マジックカプセル
音楽 末廣健一郎、MAYUKO
音楽プロデューサー 山内真治
音楽制作 アニプレックス
プロデューサー 高橋祐馬、伊藤洋平、笠間寿高
若松剛（アニメーション）
アニメーション制作 david production
製作 アニプレックス、講談社
david production
日本国内 テレビ / テレビシリーズ第2期 放送期間および放送時間[121]
放送期間 放送時間 放送局 対象地域 [120] 備考
2021年1月9日 – 土曜 23:30 – 日曜 0:00 TOKYO MX 東京都
とちぎテレビ 栃木県
群馬テレビ 群馬県
BS11 日本全域 BS放送 / 『ANIME+』枠
2021年1月10日 – 日曜 2:38 – 3:08（土曜深夜） 毎日放送 近畿広域圏 『アニメシャワー』第2部
日曜 21:00 – 21:30 AT-X 日本全域 CS放送 / リピート放送あり
2021年1月11日 – 月曜 1:20 – 1:50（日曜深夜） RKB毎日放送 福岡県
月曜 1:25 – 1:55（日曜深夜） 北海道放送 北海道
2021年1月13日 – 水曜 2:35 – 3:05（火曜深夜） テレビ愛知 愛知県
日本国内 インターネット / テレビシリーズ第2期 放送期間および放送時間[121]
配信開始日 配信時間 配信サイト
2021年1月9日 土曜 23:30 – 日曜 0:00 ABEMA
2021年1月10日 日曜 12:00 更新 dアニメストア（本店・for Prime Video）
2021年1月12日 火曜 12:00 更新
ニコニコチャンネル GYAO! バンダイチャンネル Hulu J:COMオンデマンド TELASA ビデオマーケット music.jp ひかりTV FOD Netflix U-NEXT アニメ放題 MBS動画イズム TVer Amazonプライム・ビデオ
火曜 23:00 – 23:30 ニコニコ生放送
「GO!GO!細胞フェスタ」
赤血球（花澤香菜）、白血球（前野智昭）、キラーT細胞 / メモリーT細胞（小野大輔）、マクロファージ（井上喜久子）、一般細胞（小林裕介）、乳酸菌（吉田有里）による第2期オープニングテーマ。
「Fight!!」
ClariSによる第2期
エンディングテーマ。
#はたらく細胞BLACK
©清水茜／講談社・アニプレックス・davidproduction
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