Palomenės II tvenkinys – tvenkinys Lietuvoje, Kaišiadorių rajone, 8 km į šiaurę nuo Kaišiadorių, Palomenės gyvenvietėje. Sudarytas užtvenkus Vertimo upelį (Lomenos intakas) 0,25 km nuo jo žiočių. Tvenkinio ilgis iš rytų į vakarus – 0,25 km, plotis – iki 0,06 km. Pasroviui iškart telkšo Palomenės I tvenkinys, priešsroviui už 1,05 km Palomenės rytiniame pakraštyje prie Antanaičių miško – 1,53 ha tvenkinys. Palomenės II tvenkinio užtvanka eina kelias 1801 Kaišiadorys–Palomenė–Gegužinė . Pietiniame krante stovi Palomenės Šv. arkangelo Mykolo bažnyčia.