《千谎百计第二季》中，测谎专家卡尔·莱特曼博士（Tim Roth 蒂姆·罗素 饰）继续凭借敏锐的洞察力，识破一桩桩或精心策划、或漏洞百出的谎言。然而，即使是这样近乎无所不能的人，也有许多人际关系和现实难题难以应对。为了争夺女儿的抚养权，他不惜押上公司的命运，只能与团队成员接手所有可能带来收益的案件。可即便如此，他与女儿及前妻之间的关系仍旧忽冷忽热。
与此同时，吉莉安·福斯特（凯利·威廉姆斯 Kelli Williams 饰）走出失败的婚姻，开始独立生活。她与莱特曼之间的关系依然若即若离，暧昧不断。伊莱·洛克尔（布伦丹·海因斯 Brendan Hines 饰）与莉亚·托勒斯（莫妮卡·雷蒙德 Monica Raymund 饰）越来越多地独自办案，这对平日里总是斗嘴的搭档也在相处中逐渐靠近。面对莱特曼一再的打击和否定，洛克尔则渐渐萌生了离开的念头。纷繁复杂的案件之外，人与人之间的关系不断经历破裂、修复与弥合，周而复始。
