Цель запуска и назначение аппарата-как у аппарата Ranger I. Запуск аппарата произведен 18 ноября 1961 г. с м. Канаверал ракетой-носителем Atlas-Agena В. Полет ракеты-носителя до момента повторного включения двигателя II ступени проходил то программе, близкой к расчетной (программа полета аппарата аналогична программе для аппарата Ranger I). Неисправность системы стабилизации привела к вращению II ступени, что препятствовало поступлению топлива в двигатель II ступени и повторно включить его не удалось. Аппарат вышел на нерасчетную орбиту с параметрами (в скобках указаны расчетные значения): высота перигея 150 км (60 000 км), апогея 242 км (1 102 850 км), наклонение-33°,34, период обращения 88,28 мин (58 сут). По международной системе аппарат Ranger II получил обозначение 1961αθ. 20 ноября, совершив несколько оборотов, аппарат вошел в плотные слои атмосферы и разрушился (31).

Конструкция, состав служебного оборудования и научной аппаратуры аппарата-как у аппарата Ranger I. Отличием комплекта научной аппаратуры является установка в составе детектора частиц средней энергии дополнительного счетчика Гейгера-Мюллера для изучения радиации в области энергии от нескольких кэв до нескольких Мэв. Детектором служит счетчик Гейгера-Мюллера типа Anton 112 в виде тонкостенного цилиндра из титана с защитой 30 мг/см²; им регистрируются протоны с энергией Е ≥ 3 Мэв и электроны с энергией Е ≥ 200 Мэв в конусе с углом около 10°. Энергопотребление детектора-0,16 вт. Разработчик детектора-Университет шт. Айова. Суммарный вес аппарата - 306 кГ. Аппарат стерилизацию не проходил.