Астронавты Майкл Лопес-Алегриа (Michael Lopez-Alegria) и Сунита Уильямс (Sunita Williams) 4 февраля 2007 года в 13:38 UTC (16:38 мск) открыли внешние люки и начали второй выход в открытый космос. Этот выход начался на 23 минуты раньше первоначально запланированного времени.
     Астронавты продолжили работы, начатые во время предыдущего выхода по переводу системы охлаждения и энергопитания станции с временной схемы на постоянную, который состоялся 31 января. Кроме того они зафиксировали кормовой радиатор, сбросили термозащитный кожух и смонтировали силовой кабель, а также сфотографировали солнечную панель, которая будет убрана в марте незадолго до пристыковки шаттла Atlantis.. Как и в первом выходе, были проблемы с аммиаком. Вещество было обнаружено на перчатках скафандров. При возвращении были предприняты все необходимые меры, чтобы воспрепятствовать попаданию аммиака внутрь станции.
     Астронавты Майкл Лопес-Алегриа (Michael Lopez-Alegria) и Сунита Уильямс (Sunita Williams) завершили работу в открытом космосе, выполнив все поставленные перед ними задачи, и возвратились на борт МКС 4 февраля в 20:49 UTC (23:49 мск). Продолжительность выхода составила 7 час. 11 мин.
    После этой работы вне борта МКС Сунита Уильямс (Sunita Williams) стала рекордсменкой среди женщин-астронавтов по общему времени нахождения в открытом космосе, побив рекорд Катрин Торнтон (Kathryn Thornton). Для Уильямс этот выход стал третьим за ее полет, а время нахождения вне корабля составило 22 час 37 мин. (1-й выход - 16.12.2006, 7 час. 31 мин.; 2-й выход - 31.01.2007, 7 час. 55 мин.; 3-й выход - 04.02.2007, 7 час. 11 мин.).
     Катрин Торнтон также совершила три выхода [1-й выход - 14.05.1992, 7 час. 45 мин.; 2-й выход - 06.12.1993, 6 час. 36 мин.; 3-й выход - 08.12.1993, 6 час. 50 мин.] общей продолжительностью 21 час. 11 мин.
     Но у Суниты Уильямс еще есть шанс улучшить показатель, так как на 8 февраля запланирован еще один ее выход в открытый космос.
     А Майкл Лопес-Алегрия занял третье место по продолжительности работы в открытом космосе. По этому показателю он следует за американцем Джерри Россом, на счету которого 58 часов, и россиянином Анатолием Соловьёвым, проработавшим в космосе 77,5 часа.