Второе издание было подготовлено в соответствии с постановлением Совета Министров СССР (опубликовано 20 февраля 1949 года) и было издано Государственным научным издательством «Большая советская энциклопедия» в период с 1950 по 1958 год. Издание состояло из 51 тома (49 томов статей в алфавитном порядке, 50-й — «СССР», 51-й — дополнительный), а в 1960 году было дополнено предметно-именным алфавитным указателем в 2 книгах.

В общей сложности второе издание содержит около 100 тысяч статей, 40 852 иллюстрации и 2362 карты. Общий объём издания составил 4,9 тысяч авторских листов текста. Более 40 % статей сопровождается рекомендательной библиографией, в большинстве случаев на языке оригинала (на 35 языках народов СССР и на 25 иностранных языках). Для внешнего оформления томов переплёты с рельефом. Тираж каждого тома составил 250—300 тысяч экземпляров (что в среднем в 3—5 раза больше, чем первое издание).

Значительное увеличение количества статей (с 65 тысяч в первом издании до 100 тысяч) при незначительном увеличении общего объёма (с 4,4 тысяч до 4,9 тысяч авторских листов) был обеспечен появлением наряду с развёрнутыми и многоплановыми статьями-обзорами (например, статьи о странах и науках) большого количество средних и небольших по объёму статей. Средний размер статьи составил 2 тысячи знаков.