電視動畫
動畫海報於2009年10月至12月放映。全季共十二集，內容涵蓋原作小說第五至第九冊，OP開場的桌面圖 為原作第10冊的封面。
本季與上一季之差別有四：第一是原創劇情量減少、相對地增加不少出自原作不同卷數劇情的合併濃縮情節；第二是本季多了很多大膽的服務性鏡頭、而導致部分播出的電視台需要對該類畫面進行白幕化處理；第三是較多集數以裕人為中心和其他角色進行的劇情，相對第一季而言春香的戲份多少有削減，因而招來部分冬粉的不滿；第四是本季的下回預告是以主角群對某些動漫名詞進行解釋、而該名詞則與下一話劇情有主要關連，本季最終話的預告環節則依不同電視台而有相異的內容。
乃木坂春香的秘密第二季本季的中心劇內動漫作品為《夜想曲女子學院長曲棍球社（ノクターン女學院ラクロス部）》。原作內亦有多番描繪。 本季每話的標題多取自該集所屬原作小說劇情中的重點台詞標題。值得留意的是第5話的標題，在未放映時於官方網站曾一度以“……Bruder(德文‘哥哥’)……”為臨時標題。 另外副標題“ぴゅあれっつぁ”正寫成英文字是“Purezza”，乃義大利文的“純潔”之意。但是日方後來有人發現副標題是不正確的發音，正確的義大利文發音應為“ぷれっつぁ”。
動畫目錄
| 話數 | 標題（日文） | 標題（中文） | 劇本 | 分鏡 | 演出 | 作畫監督 |
| 01 | 一緒に、いきたいです…… | 好想一起去…… | 玉井☆豪 | 名和宗則淺野勝也 | 德本善信 | 小原充 |
| 02 | 入れて下さい…… | 請放進去…… | 山本天志 | 中山敦史 | 齊藤良成佐佐木貴宏 | |
| 03 | あっ、痛…… | 啊，痛…… | 稻垣隆行 | 飯村正之 | 小菅和久 | |
| 04 | 裕人さんのにおい… | 裕人的氣味… | ところともかず | 尾崎正幸 | ||
| 05 | …いい… | …可以… | 吉田英俊 | 松本佳久 | 本多美乃 | |
| 06 | 身體が、熱いんです…… | 身體，好熱… | 山本天志 | 上田繁 | 臼田美夫 | |
| 07 | 入っちゃったかも…… | 好像打開了… | 安濃高志 | 中山敦史 | 佐佐木貴宏 | |
| 08 | してあげる…… | 給你做… | 淺野勝也 | 櫻井親良 | ||
| 09 | 初體験です☆ | 這是初體驗☆ | 所俊克 | 尾崎正幸 | ||
| 10 | こんなことになっちゃって…… | 變成這樣了 | 吉田英俊 | 飯村正之 | 小菅和 | |
| 11 | 感じていたいです…… | 想去感受…… | 宮崎なぎさ | 中山敦史 | 藤原利惠小原充 神垣彌生 | |
| 12 | 約束です♪ | 約定了♪ | 山本天志 | 所俊克 | 本多美乃村山公輔 | |
聲優表
乃木坂春香：能登麻美子
綾瀨裕人：羽多野涉
乃木坂美夏：後藤麻衣
天宮椎菜：佐藤利奈
櫻坂葉月：清水香里
七城那波：植田佳奈
上代由香里：松來未佑
綾瀨 琉子：生天目仁美
朝倉信長：高木禮子
乃木坂玄冬：立木文彥
乃木坂秋穗：久川綾
動畫音樂
挑発Cherry Heart
第二季OP
作詞：熊野清美
作曲：若林充
編曲：草野よしひろ
歌：姫宮みらんとチョコレートロッカーズ（生天目仁美）
「秘密推奨!うるとLOVE」
第二季ED
作詞：熊野清美
作曲·編曲：三浦誠司
歌：N's（能登麻美子、後藤麻衣、清水香里、植田佳奈、佐藤利奈）
插入曲
「I sing」
第二季11話插曲
作詞：くまのきよみ
作·編曲：渡邊 剛
歌：姫宮みらんと（生天目仁美）チョコレートロッカーズ
劇情介紹
就讀於私立白城學園高中的男主角綾瀨裕人，有一位同班同學乃木坂春香，是一位容姿端麗、才色兼備的深閨型千金小姐，有“白銀星屑”（白銀の星屑）、“琴鍵上的公主”（鍵盤上の姫君）等多種美稱的學園偶像。但是，某天當裕人代替好友朝倉信長去圖書館還書時，不小心發現了她不為人知的秘密。事實上，她是一位…秋葉原系。不小心知道這個秘密的裕人，在不知不覺中開始和春香有了交流……
