第二届中国—亚欧博览会于2012年9月2日至7日在中国新疆乌鲁木齐市举办。时任中共中央政治局常委、国务院总理温家宝出席开幕式暨主论坛，吉尔吉斯斯坦总统、马尔代夫总统、柬埔寨首相、哈萨克斯坦总理、塔吉克斯坦总理、阿富汗副总统、土耳其副总理、英国前首相布莱尔、荷兰前首相鲍肯内德等9个国家的政要、前政要出席。联合国贸发会议、上合组织秘书处、联合国工业发展组织、联合国亚太经社理事会、世界银行等6个国际组织负责人和高官莅临大会。80多位外国部长级以上嘉宾、100多位国内省部级嘉宾参会。30多位外国驻华使节和20多位中国驻外大使、商务参赞参会。
第二届中国—亚欧博览会以和谐发展、合作共赢为主题。时任中国国务院总理温家宝总理在中国—亚欧经济发展合作主论坛上发表《再创丝绸之路新辉煌》主旨演讲，他提出的“加强政治互信，维护地区和平与稳定”、“扩大市场开放，促进共同发展”、“推进跨境区域合作，加快互联互通进程”、“深化人文交流，增进各国人民的友谊”四点建议，得到与会各方一致赞同。各国政要嘉宾在论坛演讲中也表达了加强区域合作、加快互联互通、扩大相互投资的愿望。温家宝总理会见了9个国家的外国政要和前政要，达成了许多重要共识，凸显出中国—亚欧博览会首脑外交平台作用。
第二届中国—亚欧博览会参加的国内客商、参会代表超过2.5万人，国际客商约5000人，累计进馆人数超过28万人。展区总面积达到8.9万平方米，较首届增加１万平方米，其中室内展区面积5.2万平方米，室外展区面积3.7万平方米，展位数达4264个。中国各省区市和深圳、大连、青岛、宁波、厦门等计划单列市均组团参展参会；来自亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲和非洲的55个国家以及中国台港澳地区和联合国贸发会议、联合国开发计划署、联合国工业发展组织、联合国亚太经合理事会、世界银行等7个国际组织参展参会，有十余个国家是首次参展。参展企业达1603家，其中世界500强企业10家；境外企业142家。博览会的全国性和国际性进一步增强。从出席嘉宾规格、展览规模、参展参会人数、国内外影响、服务水平和能力等要素看，亚欧博览会已经向中国一流大型综合性展会迈进一大步。
第二届中国—亚欧博览会共举办了近百场投资推介和项目签约仪式。签订外贸合同总额62.41亿美元，其中，进出口成交额57.81亿美元，对外经济技术合作项目成交4.6亿美元。内联项目集中签约170个，签约总金额2068.53亿元人民币。
