Seksuell seleksjon utdypes i del 2, som begynner med et kapittel om denne evolusjonsfaktorens mekanismer og virkningsmåte. Påfuglhannens hale ser f.eks. ut som en særdeles dårlig tilpasning til miljøbetingelsene og ble derfor tolket som problem for Darwins evolusjonsteori. Darwin viser at slike sekundære kjønnskarakterer likevel kan evolvere i et kjønn hvis det motsatte kjønn foretrekker å pare seg med bærere av trekket. Delens øvrige kapitler gir en omfattende oversikt over forekomsten av sekundære kjønnskarakterer hos ulike dyregrupper, med størst vekt på insekter (kap. 10 og 11), fugler (kap. 13–16) og pattedyr (kap. 17 og 18).