Второй оранжерейный корпус появляется в 2008 году на месте одной из разрушенных в конце XIX века царицынских оранжерей. Его облик напоминает оранжереи конца XVIII–начала XIX веков: длинное одноэтажное строение с остекленным фасадом. Профиль здания обращен на юго-восток — чтобы внутрь проникало как можно больше утреннего и дневного света.

В экспозиции Второго оранжерейного корпуса можно видеть плоды ананасов и различные пряные культуры. Розмарин и мирт. Лавр и имбирь. Те же растения выращивали в Царицыне двести пятьдесят лет назад при Екатерине II. Из «современных» растений экспозицию дополняют кофейные кусты, бананы, папайя, олеандр и даже овощи (как минимум томаты, перцы и огурцы).

Во времена Екатерины II и ее преемников растения в оранжереях обычно размещались на ступенчатых стеллажах вдоль остекленного фасада. Второй оранжерейный корпус организован иначе — растения стоят в кадках из лиственницы. Керамические кашпо напоминают сосуды из царицынских раскопок.