Den andre testflyvningen fant sted i mars 2004, og ble gjennomført med suksess; en ny hastighetsrekord for jetdrevne farkoster ble notert: Mach 6,8. Denne rekorden ble imidlertid slettet i november 2004, da det tredje X-43 oppnådde en hastighet på Mach 9,6 (11 250 km/t).