Orbiter podczas swojej misji wykonał szereg manewrów, które zwiększyły [[Inklinacja|inklinację]] jego orbity, dzięki czemu możliwe było sfotografowanie rejonów biegunowych planety. W październiku 1977 zbliżył się na odległość 22 km do księżyca Marsa – [[Deimos (księżyc)|Deimosa]]. Orbiter po wycieku paliwa został umieszczony na orbicie o parametrach 302 na 33 176 km i wyłączony 25 lipca 1978. Przekazał na Ziemię prawie 16 000 zdjęć wykonanych podczas 706 obiegów Marsa.
Misja, podobnie jak siostrzana misja [[Viking 1]], zakończyła się pełnym sukcesem. Badania Marsa, planowane początkowo na 90 dni, potrwały kilka lat. Po 1245 dniach przekazywania obrazów telewizyjnych i informacji naukowych z powierzchni Marsa lądownik Viking 2 nadał ostatni meldunek. Przyczyną, która spowodowała, że komputer wyłączył wszystkie układy, był nieoczekiwany brak zasilania. Każdy z lądowników obu Vikingów mógł przekazywać informacje w dwojaki sposób: poprzez orbiter lub bezpośrednio na Ziemię. Po upływie roku spędzonego przez lądownik Viking 2 na Utopia Planitia, pozostała mu już tylko łączność poprzez satelitę. Ponieważ w lipcu aparatura jednego z orbiterów została wyłączona, oba lądowniki obsługiwał drugi. Ten z kolei, wskutek wyczerpywania się zasobów sprężonego gazu, służącego do dokonywania poprawek orbity, postanowiono w ostatniej chwili (w czerwcu 1980 roku) wykorzystać do wykonania końcowej serii zdjęć szczegółowych, obejmujących słabo dotąd zbadane rejony Marsa w rejonie [[Chryse Planitia]]. W ten sposób zerwana została łączność lądownika z Ziemią<ref name="asa">{{Cytuj pismo | autor = Zbigniew Pączkowski | tytuł = Lądownik „Vikinga 2” zamilkł | czasopismo = [[Astronautyka (czasopismo)|Astronautyka]] | wydawca = Zakład Narodowy im. Ossolińskich Wydawnictwo Wrocław, Oddział a Warszawie | wolumin = 4 (116) | strony = 10 | issn = 0004-623X | język = pl | data = 1981}}</ref>. Przeprowadzone eksperymenty nie dały rezultatów świadczących o występowaniu życia.
