Vincenzo II. Gonzaga (* 8. Februar 1594 in Mantua; + 25. Dezember 1627 ebenda) war der dritte Sohn des Herzogs Vincenzo I. Gonzaga von Mantua und Montferrat und - wie sein älterer Bruder Ferdinando Gonzaga - für den Dienst in der Katholischen Kirche vorgesehen.
Kurze Zeit später quitierte er den Dienst in der Kirche um für den Fortbestand der Familie zu sorgen. Er heiratete 1616 (in dem Jahr, in dem die erste Ehe seines Bruders scheiterte) Isabella Gonzaga, Tochter des Markgrafen Alfons Gonzaga von Novellara aus einer jüngeren Linie der Familie, aber auch er blieb, genau wie Ferdinand, kinderlos.
Als Ferdinand Gonzaga am 29. Oktober 1626 starb übernahm Vinzenz II. die Nachfolge. Er starb am 25. Dezember 1627 im Alter von 33 Jahren.
Noch auf dem Sterbebett versuchte er, die Nachfolge zu regeln. Am Tag seines Todes verheiratete er seine Nichte Maria Gonzaga (1609-1660) mit dem Mitglied der Familie, das seiner Ansicht nach in der Thronfolge an nächster Stelle stand: Karl I. Gonzaga (1580-1637), Herzog von Nevers und Rethel.
Dies führte aufgrund der Machtkonstellation in Europa unmittelbar zum Mantuanischen Erbfolgekrieg, in dem die Stadt Mantua im Jahr 1630 durch kaiserliche Truppen besetzt und geplündert wurde.
Seine Genealogie befindet sich im Stammbaum-Netzwerk und im Familienbuch Adelsgeschlechter.