W nadwrażliwości typu II, nazywanej cytotoksyczną, przeciwciała klasy IgG oraz IgM kierują się przeciwko antygenom obecnym na komórkach własnych organizmu. Antygenem bywa struktura wewnątrzpochodna albo hapten, czyli zewnątrzpochodny związek chemiczny, który po połączeniu z białkiem ustrojowym zostaje rozpoznany jako obcy.
W odróżnieniu od typu I reakcja nie ma jednej, ściśle wyznaczonej lokalizacji, lecz rozwija się w różnych tkankach i narządach. Związaniu przeciwciał z antygenem towarzyszy uruchomienie kolejnych mechanizmów układu odpornościowego, w tym układu dopełniacza.
Do chorób związanych z nadwrażliwością typu II należą lekopochodne cytopenie, polekowa agranulocytoza, czyli obniżenie liczby granulocytów, niedokrwistość hemolityczna oraz reakcja poprzetoczeniowa.
