Pojazd został wyniesiony na orbitę w dniu 3 lutego 1965 o godz. 16:33:00 UTC ze stanowiska startowego LC-17B CK (Launch Complex 17 B, Cape Kennedy) na Florydzie (USA) za pomocą rakiety nośnej Thor Delta-C (nr 411/D-29).
Satelita OSO 2 służył do obserwacji 11 letniego cyklu słonecznego.
Podczas montażu satelity do 3 stopnia rakiety nośnej Delta w Spin Test Facility na Przylądku Canaveral doszło do tragicznego w skutkach wypadku w dniu 14 kwietnia 1964. Na skutek wyładowania elektrostatycznego doszło do uruchomienia silnika co spowodowało wystrzelenie w górę pojazdu, następnie zestaw odbił się od dachu i zatrzymał w rogu hali montażowej aż do momentu wypalenia paliwa. Na miejscu zginęło trzech techników spalonych żywcem.
Pojazd ponownie przygotowano do startu z części odzyskanych z OSO-B, części zapasowych i nowych komponentów.
NASA – NSSDCA
00987 – NSSDCA/COSPAR ID: 1965-007A – OSO 2
Satelity misji OSO