Forbiflyvningen av Jupiter var en suksess, og Voyager 2 fortsatte videre for å fly forbi Saturn. Voyager 2 ble dermed også den andre romsonden som passerte Saturn-systemet. Sonden fløy forbi Saturn i august 1981. Romsonden foretok målinger av temperaturen på Saturn, og fant at den høyeste temperaturen er 70 Kelvin (-203 C). Voyager 2 har bidradd til å oppdage flere måner rundt gasskjempen som tidligere var ukjent, blant disse er Pan (oppdaget på bilder fra romsonden i 1990).