二级呼吸衰竭在临床上称为II型呼吸衰竭，是比较危险的征兆，指患者在血气检查中氧分压<60mmHg、二氧化碳>50mmHg，提示患者存在缺氧，同时肺部通气功能障碍，常发生在慢性阻塞性肺病和支气管哮喘重症患者中，二氧化碳无法排出。
II型呼吸衰竭患者常常表现为头疼、头晕、嗜睡、胸闷、气喘，甚至出现精神障碍、烦躁、谵妄等，如果不及时治疗，二氧化碳分压持续上升引起肺性脑病，危及患者生命。
如果出现II型呼吸衰竭，首先需要供氧治疗，改善患者缺氧状态，其次需要使用呼吸机，可以使用无创通气，如果患者症状较严重出现昏迷等，需要使用气管插管、呼吸机辅助呼吸。
慢性阻塞性肺病患者可能长期处在二氧化碳升高状态，机体耐受高碳酸血症，这时候需要低流量供氧，不能立即纠正低氧状态，否则加重二氧化碳的潴留使病情进一步加重。