战争过程
就在张浚作出军事部署不久后的二月中旬，韩世忠发动了攻势，但岳飞还在临安府觐见宋高宗，无法配合。韩世忠在淮阳军宿迁县(今江苏宿迁市)击败伪齐守军，围困了淮阳军城池。但六天后，伪齐援兵赶到，韩世忠被迫撤退。
到了六月，因天气即将转凉，张浚决定放弃进攻计划，将战略重心转为“防秋”(防备秋高马肥时女真骑兵南攻)，张浚传谕诸大将“先图自守，以致其师，而后乘机击之”。
七月，驻守荆南府的王彦健康状况有了好转，宋廷遂将“八字军”调驻临安府。这样一来，岳家军没有增强军力，荆湖北路的防守压力却加重了。
尽管张浚改变部署和王彦“八字军”的东调给岳飞的北伐增加了不少困难，岳飞还是决定按既定计划进军。七、八月间，岳飞自襄阳北上邓州(治穰县，今河南邓州市)，然后兵分两路，以春季刚刚投降的原伪齐虢州栾川县(今河南栾川县)知县李通为向导进行第二次北伐。先锋左军统制牛皋迅速攻下伪齐镇汝军(据王曾瑜考证，大约是牛皋故乡汝州鲁山县)，活捉以骁勇著称的守将薛亨。薛亨在十一月时，由岳家军参议官李若虚押送至临安府，宋高宗命他在岳家军中戴罪立功，结果二十多年后，他仍在鄂州军中服役。牛皋又继续东进颍昌府(治长社，今河南许昌市)直至蔡州(治汝阳，今河南汝南县)附近进行佯攻。岳飞率主力则往西北方向进攻。八月初，王贵、董先、郝晸等攻占虢州州治卢氏县(今河南卢氏县)，缴获粮食十五万石。岳家军旋即攻占了虢略县(今河南灵宝市)、朱阳县(今河南灵宝市西南朱阳镇)和李通原来的任职地栾川县。王贵继续西向攻克了商州全境，包括上洛县(今陕西商洛市商州区)、商洛县(今陕西商洛市东南商镇)、洛南县(今陕西洛南县)、丰阳县(今陕西山阳县)和上津县(今湖北郧西县西北)。
商州、虢州都属陕西路，是吴玠的战区。吴玠部将邵隆(原名邵兴，为避宋高宗绍兴年号之讳而改名)早已上奏要收复这两地，并已被宋廷任命为商州知州。岳飞攻克商州后，便催促邵隆尽快赴任，以便腾出岳家军的人马继续征战。岳家军接连三战告捷，宋廷为此下诏嘉奖说，“遂复商於之地，尽收虢略之城”，“长驱将入于三川，震响傍惊于五路”。
岳家军继续攻取伪齐顺州州治伊阳县(今河南嵩县)。八月十三日，伪齐顺州安抚司都统制孙某与后军统制满在，在长水县(今河南洛宁县西南)的业阳迎战岳家军悍将杨再兴，被击溃。孙某等五百余人被阵斩，满在等一百多人被生擒。十四日，杨再兴又击溃伪齐顺州安抚使张某的二千多人。十五日夜间，岳家军夺取长水县城，缴获粮食二万石，分发给军卒和百姓，并夺取了一个伪齐马监，得马万匹。接着顺州另外两县永宁县(今河南洛宁县)和福昌县(今河南洛宁县东北)也被攻克。
九月初，宋廷陆续收到岳飞北伐的捷报，宋高宗对此态度有些冷淡，他说：“岳飞之捷，兵家不无缘饰，宜通书细问。非吝赏典，欲得措置之方尔!”张浚回答说：“飞措置甚大，今已至伊、洛，则太行山一带山寨，必有通谋者，自梁青(兴)之来，彼意甚坚。”
战争结果
岳家军打到福昌县，因孤军深入陕西山区作战，粮草难以接济，不得不班师鄂州，岳飞留王贵一支人马戍守前线。对自愿随军南撤的居民，岳飞抽调一万石军粮予以接济，并且“拨牛借种，召募耕种”，安排他们的生活和生产。一些已经收复的地区得而复失，但商州的全境和虢州的部分地区从此为南宋所控制，直至1141年“绍兴和议”签订时被割让给金朝。邵隆在年底赴商州就任知州，“披荆棘，立官府，招徕离散，各得其心”，逐渐将商州建设为要塞和下一次进攻的后勤基地。因从鄂州到襄阳的沿途当时久经战乱十分荒凉，岳飞麾下机密官黄纵也认为汝、颍一带攻下后难以守御，绍兴十年(1140)年岳飞第四次北伐时便不再将主力部队开赴襄阳，而是直接由鄂州向今河南省东部的平原地带进军。
九月下旬，岳飞回到鄂州，旧染畏光、刺痛的目疾又剧烈发作，只能将军务交给张宪和宣抚司参谋官薛弼、参议官李若虚处理，宋廷闻讯后，特派人急驰鄂州为岳飞治疗，方得好转。
就在岳飞班师之后，伪齐刘豫马上筹集人马准备南攻，并向金廷请求援兵，新继位的金熙宗只派完颜兀术(汉名宗弼)屯兵黎阳(今河南浚县西北)以观动静。刘豫签发二十万(一说三十万)乡兵，号称七十万，进攻张俊和刘光世防守的淮南西路，宋高宗认为张、刘二人无法抵挡，降诏命岳飞全军东下支援。岳飞虽目疾沉痛，还是奉命领军赶往江州(治德化，今江西九江市)。张浚严令张俊、刘光世二将不得撤退渡江，伪齐的三路兵马很快被击退。岳飞到江州时淮西战事已定，旋即返回鄂州，但因襄阳府等地守军一部分被抽走东调，刘豫乘机联合金军又对岳家军防区发起进攻，岳飞接到各地告急军情，立刻点兵北上迎击，开始了他的第三次北伐。(参见：岳飞第三次北伐)
战争评价
李纲在给岳飞的信中称赞此战是“十馀年所未曾有，良用欣快”。金军自灭辽破宋以来，真正遭受严重惨败，主要是在绍兴元年(1131年)的和尚原之战和绍兴四年(1134年)的仙人关之战，但吴玠指挥的这两次战役都是防御性的。绍兴四年岳飞第一次北伐克复襄汉六郡是南宋第一次收复大片失地，然而因宋廷限制，也仅仅是将伪齐军前一年攻取的地区夺回，以弥补南宋长江防线的巨大缺口。岳飞第二次北伐长驱伊、洛，则是南宋立国以来初次堂堂正正的大规模进攻战，几乎将伪齐的统治区一劈两爿，与韩世忠军攻淮阳军不克的战绩相比，也显示了岳家军的战斗力。