Henderson a devancé la Française Dilyxine Miermont avec qui elle avait faussé compagnie au peloton un peu avant la mi-course.
Les deux échappées ont compté jusqu'à trois minutes d'avance et ont résisté, malgré la difficile arrivée en côte à Aprica, au retour du peloton emmené par les équipes des favorites.
Vice-championne olympique 2024 du contre-la-montre, Henderson s'est emparée du maillot rose de leader que portait la Suissesse Marlen Reusser après son succès dimanche lors de la première étape, un contre-la-montre de 14,2 km : elle devance désormais Reusser de quinze secondes au classement général.
"La stratégie de l'équipe était d'être offensive aujourd'hui: avec ce final difficile, on était conscientes qu'on avait une carte à jouer", a expliqué Henderson.
L'Italienne Elisa Longo Borghini (UAE), tenante du titre, a terminé sixième de l'étape et s'est replacée à la troisième place du classement général, à 31 secondes de la nouvelle leader.
Pour la troisième étape mardi, le Giro féminin reste dans les Alpes avec 122 km tracés entre Vezza d'Oglio et Trente, avec l'ascension du difficile Passo del Tonale (1883 m) après seulement 15 km de course. L'étape reine est programmée dans les Apennins samedi, à la veille de l'arrivée dimanche sur le circuit d'Imola.
Classement de la deuxième étape :
1. Anna Henderson (GBR/Lidl-Trek) les 92 km en 2 h 24 min 30 sec
2. Dilyxine Miermont (FRA/Ceratizit) m.t.
3. Soraya Paladin (ITA/CANYON-SRAM zondacrypto) à 0:26.
4. Eleonora Ciabocco (ITA/Picnic PostNL) m.t.
5. Marlen Reusser (SUI/Movistar) m.t.
6. Elisa Longo Borghini (ITA/UAE Team) m.t.
7. Ashleigh Moolman Pasio (RSA/AG Insurance-Soudal) m.t.
8. Juliette Labous (FRA/FDJ-Suez) m.t.
9. Yara Kastelijn (NED/Fenix-Deceuninck) m.t.
10. Shirin van Anrooij (NED/Lidl-Trek) m.t.
Classement général (après deux des huit étapes) :
1. Anna Henderson (GBR/Lidl-Trek) 02:42:03.
2. Marlen Reusser (SUI/Movistar) à 0:15.
3. Elisa Longo Borghini (ITA/UAE) 0:31.
4. Anna van der Breggen (NED/SD Worx-Protime) 0:35.
5. Monica Trinca Colonel (Liv AlUla Jayco) à 0:56.
6. Shrin van Anrooij (NED/Lidl-Trek) m.t.
7. Katrine Aalerud (Uno-X Mobility) à 0:59.
8. Antonia Niedermaier (CANYON-SRAM zondacrypto) 1:03.
9. Juliette Labous (FRA/FDJ-Suez) 1:06
10. Dilyxine Miermont (FRA/Ceratizit) 1:10.