L'arc-en-ciel secondaire est un phénomène qui peut accompagner l'arc principal: il est toutefois beaucoup moins lumineux que ce dernier et deux fois plus large. Les couleurs y sont inversées, le rouge se trouvant à l'intérieur (rayon de l'arc de 51 degrés) et le violet à l'extérieur (rayon de 54 degrés). Les explications relatives à la visibilité de l'arc principal s'appliquent à l'arc secondaire, sous réserve de la prise en compte des hauteurs angulaires de ce dernier.