《神魂合体第二季》从猿渡刚和葵在婚礼上被拟态兽袭击开始，他们本来以为打倒第一季的敌人就能过平静日子，结果婚礼蛋糕还没切，天空裂开，新的拟态兽带着更疯狂的形态降落，米拉冲进教堂大喊快合体，露抱着孩子躲在桌子下，静流启动备用系统，影山从基地发来紧急命令，艾丽丝在月球轨道上发现未知信号，藤堂带着旧部赶来支援，刚和葵只能穿着礼服冲进驾驶舱，合体系统在紧急中启动，两个人在光芒里喊出合体口令，机器人站起来，把婚礼现场踩成废墟，却也救下所有来宾。剧中主角有猿渡刚、葵、米拉、露、静流、影山、艾丽丝、藤堂。第二季没有重复第一季的单元打怪，而是把敌人推到宇宙级，拟态兽开始模仿人类情感，甚至复制主角记忆，刚和葵在战斗中不断看到彼此不存在的回忆，露在学校被假扮同学的不明生物跟踪，静流在基地发现影山被替换，米拉独自驾驶旧机型追查信号，艾丽丝在月球上找到第一批拟态兽的母体，藤堂则带着旧战友守住地球最后防线。中段最惊险的一场戏发生在东京湾，母体拟态兽制造出假刚和假葵，让真正的两人互相怀疑，刚看见葵和假刚并肩，葵看见刚保护假葵，合体系统因此失灵，机器人被击落，露冲进驾驶舱，把小时候的照片贴在控制台上，静流远程修复系统，影山从被替换中醒来，艾丽丝用月球激光打开母体外壳，米拉驾驶旧机型撞开假体，藤堂在海上拦住援军，刚和葵终于想起婚礼誓言，重新合体，机器人升级成神魂合体真形态，一击贯穿母体，东京湾恢复平静。战后刚和葵补办婚礼，米拉成为教官，露长大想当驾驶员，静流和影山结婚，艾丽丝回到地球，藤堂退休开面馆，新敌人在宇宙深处出现，刚和葵再次坐进驾驶舱。后来《神魂合体第二季》用婚礼、月球和假记忆，把机甲战斗写成关于信任的考验，也让人明白能合体的不只是机器，还有两个人愿意把命交给对方的心。