G2期(DNA合成後期)，又叫做“有絲分裂準備期”，因為它主要為後面的M期做準備。G2期中細胞快速生長並大量合成有絲分裂所需蛋白質。但有趣的是，G2期並不是細胞週期必需的一部分，一些細胞例如爪蟾幼胚和一些癌細胞可不經G2期而直接在DNA複製完成後進入有絲分裂。

儘管目前通過G2期調控了解到了基因網絡的存在，但是特別是針對癌細胞還存在很多需要進一步探索的意義和控制規律。一個假說認為G2期中細胞增長是調控細胞大小的一種方法。裂殖酵母已經顯示通過Cdr2介導調控Wee1活性而調整細胞大小.。雖然Wee1是相當保守的有絲分裂負向調整因子，但仍無理論闡述G2期中通用的細胞尺寸調控機制。

又名週期蛋白 B1/CDK1複合體的促成熟因子濃度達到一定程度後會使G2期結束，該複合體的活性在G2期受到嚴格控制。G2檢查點會通過CDK1的抑制性調節來中止DNA受到損傷的細胞繼續分裂。