전작 시스터 프린세스 1기의 인기에 힘입어 제작된 2기 TV 시리즈. 2002년 10월 2일부터 매주 수요일 심야 0시 55분에 TV토쿄를 통해 방송된다. 이번 2기에서는 1기에서의 내용과 달리 매화 마다 1명의 여동생이 등장하여 와타루를 만나 스토리 전개가 되는 옴니버스 형식이다. 1기와는 달리 12명의 동생과 오빠인 와타루가 각각 다른 곳에 떨어져 살며 마치 영상 일기를 보는듯한 느낌을 전해준다.

극장판１ - 극장판 울려라! 유포니엄 ～키타우지 고교 취주악부에 어서 오세요～ - 극장판２ 극장판 울려라! 유포니엄 ~전하고 싶은 멜로디~ - 극장판３ 리즈와 파랑새 - 극장판４ 극장판 울려라! 유포니엄 ~맹세의 피날레~

어느 봄날, 아키 토모야는 벚꽃이 흩날리는 언덕길에서 운명적으로 만난 소녀 '카토 메구미'를 메인 히로인으로 삼아서 동인 게임을 제작하기로 마음을 먹는다. 미술부 소속이지만 동인 일러스트레이터로도 활동 중인 ‘사와무라 스펜서 에리리’, 우등생이면서 라이트노벨 작가로도 활약하고 있는 3학년 선배 ‘카스미가오카 우타하’를 영입한 그는, 게임 제작 동아리 ‘블레싱 소프트웨어’를 결성해서 시행착오 끝에 첫 작품을 발표한다ㅡ. 에리리와 우타하는 인기 크리에이터 코사카 아카네가 기획을 맡은 대작 게임 [필즈 크로니클]의 개발 멤버로 스카우트된다. 한편 블레싱 소프트웨어 대표인 토모야는 서클 활동을 이어 나가면서 일러스트레이터인 하시마 이즈미, 프로듀서인 하시마 이오리, 음악 밴드 아이시 테일의 효도 미치루, 그리고 부대표 메구미와 함께 신작 게임의 개발을 시작하는데…

이 게임은 바벨탑이 7개국에 걸쳐 있는 바벨의 대륙을 배경으로 한다. 연금술의 발명으로 인류를 멸망의 위기에 빠뜨리는 전쟁의 도구로 사용하게 된 후, 7개국은 불안한 평화를 맞았고, 이후 수백 년 동안 연금술의 금지로 이어졌다. 유럽 대륙의 해 911에, Lustrice 국가는 연금술로 무장한 군대를 소집하여 그 협정을 파기했고, 대륙을 정복하려는 야망과 함께. 엔빌리아가 이끄는 6개국은 연합하여 불량국가를 쳐부수고, 다시 한 번 연금술을 어둠에 빠뜨렸다. 그러나 전쟁이 끝난 지 20년이 지난 지금, 연금술은 다시 한번 이 땅에 혼란을 일으키기 시작한다.

땅이 흔들렸다. 바다가 포효했다. 훨씬 더 큰 재난이 뒤따랐다. 그리고 나서...  해변가에 작은 집 한 채가 서 있다. 그날 이후로 돼지꼬리 꼬챙이 소녀가 그곳에서 혼자 살고 있다. 우편물은 더 이상 배달되지 않지만, 오늘 아침에도 그녀는 평상시처럼 빨래를 널고 있다. 그녀는 주위의 모든 옷가지들이 다투고, 베개가 우산을 가지고 바깥 세상에 대해 다투고, 새 칫솔이 조용하고 낡은 칫솔에 대해 예의를 갖추려고 애쓰는 것을 알지 못한다.  물건이 소비되거나 부서질 때까지 사용될 것이 존재하는가? 그들은 일단 그들의 생애 주기가 끝나면 버려지는 것을 두려워하는가?

변방의 미개척 행성, 지표의 대부분이 사막인 이 행성은 과거의 유물인 아법기동로를 사용하고 있었다.  한편 우주에서는 제국과 레지스탕스의 싸움이 진행중이었고, 제국의 파파챠아리노 나나단은, 레지스탕스의 키네 아쿠아를 쫓던중 그녀를 놓치고 만다. 그러나 그녀의 우주선은 사막의 행성으로 추락. 이때 그녀의 우주선에서 흘린 팬을 어느 마을의 소년이 잡았고, 사람들은 신기가 내려왔다고 받들게 된다.  아법을 사용하는 이 행성에서 원형의 링에 문장을 그릴 수 있는 팬은 일종의 선택받은 물건이나 마찬가지이기 때문에, 따라서 비싸게 거래된다.  아운 프레이야는 오늘도 존경하는 가수와의 생활 자금을 벌기 위해서 또 신기를 가지고 도주하고, 오늘도 그녀의 뒤처리를 담당하는 소년 포톤 어스는 싫어하면서도 열심히 아운을 쫓아가서 잡아 오고 있었다.