Nella seconda stagione di “Fisica o chimica” le vite dei professori e degli alunni del liceo Zurbaran di Madrid continuano ad intrecciarsi fuori e dentro le aule scolastiche.
Irene e Isaac, dopo che la professoressa di filosofia è stata costretta a lasciare il suo posto da docente, provano a dare una chance al loro rapporto che però naufraga inesorabilmente.
Irene inizia quindi una relazione con Miguel, il nuovo professore di arte drammatica, che al tempo stesso instaura un rapporto sentimentale anche con Blanca, mentre Isaac trova conforto in Yoli che, dopo essere stata stuprata da Oliver, riesce a superare il trauma proprio grazie alla vicinanza del ragazzo e all’amicizia di Paula e Cova.
Nel frattempo, Ruth esce dal coma in cui versava dopo aver fatto uso della cocaina offertale da Gorka.
La ragazza decide di troncare il loro rapporto e si avvicina sempre più a Cabano, con cui inizia una storia che fa infuriare Gorka, salvo tornare ben presto sui suoi passi.
Jan viene obbligato dai suoi genitori a sposare Xiao-mei. La cosa fa andare su tutte le furie Paula, che ignora che il ragazzo si sente sempre più attratto dalla sua futura moglie tanto da trascorrere con lei una focosa notte d’amore prima delle nozze.
Il rapporto di Julio e Cova entra in crisi e il ragazzo si butta a capofitto nello sport per cercare una via di fuga dai suoi problemi. In palestra fa la conoscenza di Rodri, con cui entra subito in sintonia.
Fer rincontra Carlos, il ragazzo a cui aveva dato il suo primo bacio, e decide di passare una notte con lui.
Rocco dichiara il suo amore ad Olimpia, ma la donna, convinta che lui lo dica solo perché crede di essere il padre del bambino che sta aspettando, lo rifiuta.
Clara viene rimossa dal suo ruolo di preside del liceo e Olimpia, grazie all’aiuto di una dei rappresentanti dei genitori degli alunni, riesce a essere eletta al suo posto.
Infine, a causa di un incidente in quad causato dall’imperizia di Cabano, Isaac muore gettando nella disperazione i suoi compagni, sua sorella Paula, la sua ragazza Yoli e Irene, che non aveva mai smesso di amarlo.

Dopo la morte di Isaac, gli studenti e i professori del liceo Zurbaran faticano a tornare alla normalità.
Paula, che oltre alla perdita del fratello ha dovuto fronteggiare anche la partenza di Jan, trova conforto in Cabano che però non riesce a confessarle il suo ruolo nella morte dell’amico.
Quando la loro storia si interrompe, i due si trovano comunque d’accordo nell’indagare sul passato misterioso e inquietante della loro nuova compagna di classe Alma.
Julio si mette con Lucia, la sorella di Rodri, e non solo inizia ad ignorare le persone a lui più care come Fer e Cova, ma inizia a sentirsi sempre più coinvolto dalle idee xenofobe e omofobiche della sua nuova ragazza e del suo nuovo gruppo di amici naziskin. Quando però Rodri prende di mira Fer, Julio rinsavisce e, nel tentativo di difendere l’amico, viene gravemente ferito. In seguito si avvicina a Violeta, la nipote di Irene, ma quando la ragazza gli propone di partire insieme per le vacanze estive viene sopraffatto da mille incertezze.
Fer si innamora di David, un amico di Julio, ma il comportamento ambiguo del ragazzo rischia di farlo impazzire.
Yoli si invaghisce di Quino, un nuovo compagno di classe che la affascina da subito. Il ragazzo suona in un complesso rock ed è profondamente cattolico. La sua volontà di rimanere casto mette in crisi Yoli.
La nascita prematura del bambino obbliga Olimpia ad assentarsi dal liceo. Durante la sua assenza Martìn, il nuovo professore di tecnologia e psicopedagogo dai metodi di insegnamento particolarmente rigidi, prende il suo posto come preside della scuola indisponendola non poco.
Nel frattempo, Ruth inizia a mostrarsi sempre più introversa e a manifestare disordini alimentari. Quando si rifiuta di sottoporsi a trattamento clinico cerca appoggio in Gorka, ma Clara gli intima di stare alla larga dalla ragazza.
Blanca si ritrova coinvolta in un ennesimo triangolo amoroso e fino all’ultimo non sa scegliere tra Berto, il fratello di Yoli appena uscito di prigione, e Martìn. Irene si lascia affascinare da Thomas, il nuovo professore di inglese, che però si allontana all’improvviso salvo poi tornare per riconquistarla.
Nel finale di stagione qualcuno appicca il fuoco ai locali liceo. Paula, malgrado i ripetuti allarmi lanciati al resto degli studenti sull’imminente minaccia, non viene creduta, anzi viene additata come una mitomane.

Il liceo Zurbarán riapre le sue porte per la quarta stagione.
Blanca ha accettato la proposta di matrimonio di Martin e fervono i preparativi delle nozze. Intanto Irene, che durante la vacanza in America ha sposato Thomas a Las Vegas, è restia ad accettare le responsabilità che ne derivano e propone all’uomo di vivere una relazione ‘aperta’. Thomas, pur non essendo d’accordo, suo malgrado accetta le condizioni poste dalla donna, salvo poi lasciarla quando viene a conoscenza di un suo rapporto extraconiugale.
La storia tra Ruth e Cabano suscita risentimento nei loro rispettivi ex, Paula e Gorka, tanto che i due, per ripicca, fanno sesso.
Paula rimane incinta e Gorka inizialmente non vuole avere niente a che fare con lei e con il bambino. Ben presto, però, il ragazzo decide di prendersi le proprie responsabilità e manifesta un lato totalmente inaspettato del proprio carattere che riesce a far presa nel cuore di Paula.
A Cabano viene diagnosticato un cancro e il suo rapporto con Ruth naufraga inesorabilmente quando si avvicina ad Andrea, una ragazza conosciuta durante le sedute di chemioterapia.
Nel frattempo Alma si è innamorata di Rocco e prova a farlo licenziare dalla scuola per poterlo frequentare liberamente. Il professore di storia dell’arte, stanco di essere accusato pubblicamente di avere una relazione con la studentessa, decide di lasciare la scuola. I due iniziano così una storia, ma la ragazza si stanca presto delle sue pretese e inizia a rivolgere le sue attenzioni verso Quino.
Eva, la madre di David, trova casualmente una foto che ritrae suo figlio in atteggiamenti inequivocabili con Fer e, sconvolta, si reca a scuola. Il figlio le mente e finge che Yoli sia la sua ragazza, salvo poi confessare ai suoi genitori la propria omosessualità. Eva, per allontanare suo figlio da Fer, prima pensa di fargli cambiare scuola, poi di mandarlo da uno psicologo che si propone di curare il ragazzo per via farmacologica. Fer, venuto a conoscenza della relazione extraconiugale che il padre di David ha con Olimpia, decide di ricattarlo in modo tale che lasci stare il figlio.
Julio dapprima si innamora di Yoli, che però non ricambia i suoi sentimenti, poi capisce di provare qualcosa nei confronti di Violeta. La loro relazione, però, viene bruscamente interrotta dalla madre di lei che decide di riportarla nel loro paese natale dopo averli sorpresi nel corso di un rapporto sessuale.
Nel finale di stagione, Berto è giudicato responsabile della vendita di alcolici durante la festa del liceo, festa che culmina con l’incidente stradale in cui Paula rischia di perdere il bambino. Yoli, preoccupata per le sorti del fratello, pensa di rivolgersi ad un avvocato.
Infine, proprio al momento del fatidico “sì” di Blanca e Martin, la sposa vede apparire Berto sulla porta della chiesa…