Le second cycle du cursus de Sciences Po Lyon se déroule sur deux années.  À l'issue de celui-ci, les étudiantes et les étudiants obtiennent le diplôme de Sciences Po Lyon conférant grade master.

Contrairement au premier cycle très pluridisciplinaire, le second cycle est celui de la spécialisation et de la professionnalisation. Dès la 4e année, les étudiantes et les étudiants intègrent un secteur de spécialisation parmi les quatre proposés et le conservent en 5e année : Affaires publiques / Affaires internationales / Communication / Territoires. Les secteurs permettent aux étudiants de se spécialiser dans un domaine et d'orienter leur diplôme en fonction des métiers ou secteurs d’activité visés. Outre le secteur choisi, les étudiantes et les étudiants conservent malgré tout un tronc commun d'enseignements en quatrième comme en cinquième année.

Durant leur 4e année,les étudiantes et les étudiants suivent des enseignements spécialisés qui leur permettent d’acquérir des compétences nouvelles dans des domaines précis, notamment la gestion de projet et la recherche.

En 5e année, les étudiantes et les étudiants intègrent l’une des spécialités ou une deuxième année de master qui préparera au mieux leur insertion professionnelle. Un stage long conclut leur scolarité.

À noter qu'il est également possible au cours du second cycle pour les étudiantes et les étudiants de Sciences Po Lyon ayant intégré le diplôme en 1re ou en 2e année de s'orienter vers un double-diplôme dès la 4e année (CFJ, EMLyon, Institut d'urbanisme de Lyon) ou une 2ème année de master dans un établissement partenaire.