Obwohl sich der Siegeszug aktiver Kommunikationssatelliten bereits abzeichnete, startete die NASA am 25.01.1964 mit einer Thor-​SLV2 Agena-​B von Vandenberg noch einen zweiten passiven Kommunikationssatelliten vom Typ Echo. Allerdings diente Echo II (A-​12) bereits mehr technologischen Experimenten als Kommunikationsversuchen. Letztere profitierten aber auch von einem verbesserten Entfaltungssystem, welches eine exaktere Einhaltung der optimalen Kugelform der Ballonhülle garantierte. Ursprünglich sollten die Experimente mit Echo II nahtlos an die von Echo I anknüpfen. Doch das Programm wurde erheblich zurückgeworfen, als am 15.01.1962 bei einem Höhentest die Ballonhülle beim Aufblasen zerplatzte. Beinahe wäre auch der Start am 25.01.1964 gescheitert, als sich ein Teil der Nutzlastverkleidung zu spät löste. Daraufhin konnte die Umlaufbahn nur mit erheblicher Abweichung von den projektierten Werten erreicht werden. Vorgesehen gewesen war eine Kreisbahn in etwa 1.290 km Höhe. Tatsächlich kreiste der Satellit anfangs auf einer elliptischen Bahn zwischen 1.029 und 1.316 km Bahnhöhe. Echo II wurde als erster Satellit für gemeinsame Experimente der Raumfahrtnationen USA, Großbritannien und Sowjetunion genutzt. So empfing beispielsweise ein Radioteleskop der Staatlichen Universität Gorki (heute wieder Nischni Nowgorod) eine Übertragung der Manchester University aus Jodrell Bank. Diese Ost-​West Zusammenarbeit auf dem Raumfahrtsektor war im Mai 1963 vereinbart worden. Tatsächlich war es einer der frühesten Fälle der Kooperation auf dem Gebiet der Raumfahrt, der bei den Wissenschaftlern zeitweise Hoffnungen auf eine umfangreichere Zusammenarbeit wachsen ließ. Praktisch blieb es aber beim Austausch einzelner Informationen. So hatte sowjetische Teleskope bereits die Entfaltung der Ballonhülle von Echo II fotografiert und zudem eigene Bahndaten geliefert. Leider kam es nicht zu der erhofften Erwiderung der britischen Signalübertragung, möglicherweise in Ermangelung einer entsprechenden Ausrüstung in Simenki.