Le deuxième étage est appelé 11S692 sur Tsiklone-2, et 11S682 sur Tsiklone-3. Il diffère légèrement selon ces deux versions car, pour Tsiklone-3, il doit supporter un troisième étage. Ses structures ont donc dû être renforcées, ce qui a augmenté sensiblement sa masse.

Le deuxième étage est constitué de trois sections :

          - la case à équipements
          - le compartiment des ergols
          - la section arrière

La case à équipements est située tout en haut, dans le compartiment de transition. C'est une structure rivetée en forme de cône tronqué. Elle est construite avec un alliage d'aluminium.

Le compartiment des ergols est un cylindre de 5,544 m de haut. Il abrite un réservoir séparé en deux parties par une structure hémisphérique.

Deux autres structures identiques sont placées aux extrémités. Le comburant est en haut, et le carburant est en bas. La pressurisation est assurée par des générateurs de gaz (GG).

La section arrière est identique à celle du premier étage. Elle abrite le groupe de propulsion, constitué d'un moteur principal RD-252 et d'un moteur de direction RD-69M, tous deux construits par la NPO Energomach (ex - OKB-456).

Le moteur RD-252 possède deux chambres de combustion alimentées par une unique turbopompe. Celle-ci est démarrée par des moyens pyrotechniques (cartouches de poudre).

La combustion du RD-252 dure 60 secondes. Le tableau 6 présente ses principales caractéristiques. Sur les Tsiklone-3, le moteur est le RD-262, similaire au RD-252. Le tableau 6 présente ses principales caractéristiques.

Tableau 6 : Principales caractéristiques du moteur RD-262.

Paramètre	Valeur
Carburant	UDMH
Comburant	N2O4
Poussée dans le vide	941kN
Impulsion spécifique dans le vide	3 116N.s/kg
Masse à vide	725kg
Hauteur	2,68m
Diamètre	2,59m
Ratio oxydant/carburant	2,6

Le RD-69M (8D69M), également appelé RD-856M, est très similaire au RD-68M qui assure la direction du premier étage. Il possède quatre chambres alimentées par une seule turbopompe, qui démarre elle aussi grâce à un système pyrotechnique.

Tableau 7 : Principales caractéristiques du moteur RD-69M.

Paramètre	Valeur
Carburant	UDMH
Comburant	N2O4
Poussée dans le vide	54,3kN
Impulsion spécifique dans le vide	2 752N.s/kg
Masse à vide	120kg
Hauteur	0,9m
Diamètre	3,35m
Ratio oxydant/carburant	2,36

Chaque chambre du RD-69M est protégée par un capot, qui assure également l'aérodynamisme de l'étage.