在1979年7月9日最接近木星，在距离木星云顶570,000公里（350,000英里）处掠过。这次探测发现了几个环绕木星的环，并拍摄了一些木卫一的照片。航海家2号在1981年8月25日最接近土星。它使用雷达针对土星的大气层上部进行探测，并量度了气温及密度等资料。航海家2号发现高层位置（气压相当于7百帕时）的气温为70K（−203 °C），而在低层位置（气压相当于120百帕）则量度出143K（−130 °C）的温度。航海家2号在1986年1月24日最接近天王星，并旋即发现了10个之前未知的天然卫星。另