Para Ben Gates (Nicolas Cage), la historia no sólo es un vago recuerdo de lo que ocurrió en un lejano y borroso pasado. Para él la historia está viva, es esencial, y brinda la posibilidad de encontrar extraordinarios tesoros. Después de su asombroso descubrimiento del tesoro de los Caballeros Templarios, Ben se ha convertido en el cazatesoros más famoso del mundo aunque él prefiere que le llamen el "protector de tesoros". En "National Treasure: Book of Secrets" (La Búsqueda 2: El Diario secreto), Ben y su padre, el profesor universitario Patrick Gates (Jon Voight), se quedan petrificados al descubrir una de las páginas perdidas del diario de John Wilkes Booth, el asesino de Lincoln. El diario se encontró en el cadáver de Booth cuando éste fue asesinado; sin embargo, se arrancaron varias páginas cuyo paradero se desconocía... hasta ahora. Sorprendentemente, la información que contiene esa página parece implicar a Thomas Gates, su antepasado, como uno de los conspiradores del asesinato del Presidente Lincoln.

Ben tiene que trabajar con la que es ahora su exnovia, la conservadora de museo Abigail Chase (Diane Kruger) y su gurú de la tecnología Riley Poole (Justin Bartha) en una trepidante y peligrosa aventura que recorre los lugares sagrados de Washington, D.C., así como localizaciones en París, Londres y la América profunda.

Ben, Patrick, Abigail y Riley van desenmarañando meticulosamente claves que amenazan con dar un giro completo a la Historia y también a sus vidas. Su búsqueda de la verdad histórica les conduce a una pista sobre el que parece ser el libro mejor guardado del mundo y que les conduce a un tesoro mitológico. Contra la opinión de Patrick, Ben recurre a un arma secreta: su increíble madre y exmujer de Patrick, la profesora de lingüística Emily Appleton (Helen Mirren) con la que no se habla desde hace 32 años. Su madre no tarda en caer en el hechizo del misterio pero el equipo no está solo en esta empresa. El hombre que le mostró a Ben la página perdida es Mitch Wilkinson (Ed Harris), que también esconde una misteriosa historia familiar. Pero su ambición no es tan noble ya que sólo quiere encontrar el tesoro. Esto le enfrentará al resto del grupo que aspira desesperadamente a desentrañar los secretos que esconde la página medio quemada del diario y que pertenecen al pasado de la nación americana.

El oscarizado actor Nicolas Cage vuelve a interpretar el papel de Ben Gates en La Búsqueda 2: El Diario secreto. Se trata de una aventura épica que combina acción, humor e historia, la misma receta de La Búsqueda (2004). En esta ocasión, Cage está acompañado de otras dos estrellas ganadoras de un Oscar. Se trata de Jon Voight (Transformers) que interpreta a Patrick Gates, el irascible padre de Ben, y de Helen Mirren (The Queen) que encarna a la Dra. Emily Appleton, la madre de Ben y exmujer de Patrick, que se ve arrastrada en la búsqueda de la verdad que emprende su familia.

Otros actores que regresan a La Búsqueda 2: El Diario secreto son Harvey Keitel en su papel del agente especial del FBI Sadusky, que a pesar de respetar a Ben sabe que tiene que arrestarle; Diane Kruger, en el papel de la conservadora de museo Abigail Chase, que comparte con Ben su pasión por la historia; y Justin Bartha que encarna al divertido Riley Poole, un genio de la cibernética.

A ellos se une Ed Harris (nominado cuatro veces a los Premios de la Academia) que interpreta a Mitch Wilkinson. Este personaje tiene que defender la historia de su propia familia lo que choca frontalmente con el legado de la familia Gates.

Otro actor que aparece en la cinta es Bruce Greenwood en el papel del Presidente de los Estados Unidos y que puede tener la llave que abre la puerta a un pasado que Ben Gates busca desesperadamente.