La seconda linea ha il suo capolinea in prossimità dell’Aeroporto di Peretola ed in prossimità dell’uscita autostradale A11 (Firenze-Mare). Attraversa tutto il quartiere di Novoli, sottoattraversando prima il Viale Guidoni e poi torna in superficie in via di Novoli, servendo gli uffici della Regione Toscana e l’insediamento universitario nell’area ex Fiat. Alla fine di via di Novoli si immette in via Gordigiani per poi sfruttare l’area ferroviaria di Belfiore (dove verrà costruita la nuova stazione ferroviaria dell'alta velocità) e raggiungere la stazione di S.M. Novella (interconnettendosi con la prima linea) attraverso via Guido Monaco e via Alamanni. Inizia così il tratto all’interno del centro storico: dopo le vie Cerretani e Panzani si raggiunge il Duomo, per poi proseguire in via Martelli e Cavour finendo in Piazza della Libertà (interconnettendosi con la terza linea) attraverso Piazza San Marco, utilizzando due rami a binario unico (via La Pira e via Cavour).

La costruzione della linea è affidata a RATP l'azienda di trasporto pubblico che gestisce la mobilità pubblica (autobus, tram, metrò e ferrovie) di Parigi. Il costo della linea 2 è di circa 171 milioni di euro.

La linea sarà servita da 20 tram modello Sirio prodotti da Ansaldo-Breda.