Мелодрама «Выхожу тебя искать – 2» повествует о событиях, которые происходят спустя четыре года после описанных в первой части картины. Братья Демировы так же продолжают трудиться в отделе «Р». За это время успел немного остепениться Михаил. Причиной этого послужило его серьезное знакомство с девушкой и длящийся два года гражданский брак с ней, плавно перетекающий в официальный. У его брата Дениса тоже все благополучно. Единственно, что тяготит его, так это отсутствие детей. Многие пройденные курсы лечения от бесплодия его жены Ольги оказались безуспешны и она готова усыновить ребенка. Денис не препятствует решению супруги.Рита будет вынуждена обратиться за помощью к братьям, так как доктор Высоцкий – приемный отец Риты, уехал в командировку в Москву, но из столицы так и не вернулся. Рита пыталась самостоятельно искать отца, но, в конце концов, осознала, что самой ей с этим не справиться. Она приходит в отдел «Р», к Демировым. То, что следствие продлится долго, не оставляет сомнений. Рита решит вернуться к оставленной работе, а заниматься розыском отца станет в свободное время. Она не договаривает следователям всей правды – три года назад она родила дочь от Дениса.