1965年初，在研製海鷹-1的同時，由三院總體部在已有的論證基礎上提出的另一個方案。也是基於“上遊-1”導彈進行改型，進一步增加射程，彈上成件要求與海鷹-1通用的。當年4月獲得國防科委批準通過。8月列為國家發展型號，1966年被命名為“海鷹-2”導彈。
海鷹-2的設計相對較為成熟。為加大燃料裝載量，重新設計了導彈彈體中段，采用承力箱結構。這樣能夠在增加燃料容量的同時，加大彈體結構強度。在設計中使用了從蘇聯進口的“烏拉爾”計算機。1966年8月組裝出靜力試驗彈。
按照544彈和“上遊-1”導彈的技術規定，需要用兩發導彈彈體進行全程發動機熱試車。但在當時由於政治運動的幹擾，工廠情況極為混亂，進度難以保證。因此有人提出用一發彈的彈體做兩次試驗，即使試驗不成功，也隻需更換電纜和艙內部件。在第一次試車時，發動機燃氣發生器的燃燒室喉部被燒穿，更換後繼續試車。第二次試車獲得成功。這個試車的彈體又被改成了振動試驗彈，一個特殊的曆史時期，就這樣創造出了世界導彈研究史上的一個讓人備感辛酸的“奇跡”。
1967年5月19日，中央軍委才正式批準研製海鷹-2岸艦導彈，此時導彈的研製已經進入了整體組裝階段。當年秋季，前往錦西23基地作飛行試驗，秋季是錦西23基地最好的試驗季節。在這裏正好遇上海鷹-1導彈也在進行打靶試驗，而且正為上文所提到的接連出現近失彈，沒有命中目標而忙呼，海鷹-2研製人員因此同時也參與到了為海鷹-1解決這一問題的技術攻關中。
9月29日，海鷹-2首發直接命中目標。10月27日打靶時，時任中央軍委副主席的聶榮臻元帥到場觀看，那發導彈也很精彩地直接命中目標。1968年秋季又是兩發兩中，這樣海鷹-2以四發四中的成績圓滿結束了試驗性飛行。研製中的技術問題很順利地解決了，真正的麻煩出現在生產上。按照試驗大綱必須進行7發彈的試驗，達到5發命中才能算合格。當時正處於文革時期，領導機構一片混亂，大批幹部被下放勞動，想生產出7枚彈很困難，連人都找不齊。最後是留守的幾個人員，用剩下的零部件，竭盡全力“湊”出了5發彈。盡管如此，這些彈運到錦西23基地後，發現質量問題很多，參試人員隻好日夜連續奮戰進行調試和排查故障。試驗結果取得了5發4中。其中進行最大射程試驗的那枚導彈曾經還臨時修補過箱體泄漏並更換過雷達，不過還是在最大射程上直接命中了靶船。試驗最小射程的那枚彈是近彈，在靶前250米處入水爆炸。在發射最後兩發彈時，采用的是兩發齊射，雙雙命中目標。
相對於海鷹-1，海鷹-2導彈的外形基本沒有變化，但體積進一步的增大。由於051設計時預留位置就是海鷹-1，這一點最終限製了海鷹-2的使用，使其在後來無緣上艦。海鷹-2全長達到了7.84米，全重2988公斤，有效射程達95公裏。這一射程已經存在了超視距探測的問題，在水天線之外，有約40千米的射程為雷達盲區，而當時對這一問題的解決非常簡單，將331型雷達部署在沿海高山之上來延伸探測範圍。國外很多刊物都曾記載用於051驅逐艦的海鷹-1導彈射程為95千米，究其根源，恐怕就是將海鷹-1與海鷹-2混淆後的一個誤判，同樣的錯誤在對中國護衛艦的描述中也出現過，053係列所裝備的“上遊-1”導彈同樣常被誤認為是所謂的“射程95千米的海鷹-1”，而這種錯誤又被國內很多媒體照搬了回來而廣為流傳。根據境外媒體的報道，海鷹-2開始大規模列裝中國海軍岸防部隊應該是在1980年前後，之後不久，便又推出了被命名為C-201的出口型。
海鷹-2岸艦、艦艦導彈1974年設計定型，原為岸對艦導彈，後改為岸艦通用。最大有效射程：95～100公裏。最小有效射程：20公裏。導彈平飛速度：1170千米/小時。導彈平飛高度：30～50米。製導方式：導彈：自主式控製加自動導引地麵火控係統：攻擊目標運動前置點。製導有效性：捕捉概率98%、對目標的自導命中率90%。發射點高度範圍：0～400米。發射架射擊扇麵：±85度。發射方式：單射或齊射。導彈起飛重量：3000千克。彈全長：7.36米。導彈直徑：0.76米。彈翼展：2.4米戰鬥部重：513千克。