Депо открыто в июле 1972 года. Эксплуатационные возможности троллейбусного депо № 2 позволяли разместить в нём до 200 троллейбусов, с проведением всех видов ремонта, включая капитально-восстановительный.
Продано на торгах, проводимых конкурсным управляющим ПО"Воронежгорэлектротранс" 1 февраля 2006 года, компании ООО «Стройплюс», позже территория перепродана УК «Литис". Депо функционировало в неизменном виде до 3 сентября 2009 года, затем все троллейбусы были переведены во вновь открытое депо № 1. Предполагалось функционирование депо в принятом генеральном плане развития Воронежа и муниципальной целевой программе «Развитие городского пассажирского транспорта городского округа город Воронеж на период 2010—2014 годов». В июле 2012 года на территории депо была демонтирована контактная сеть, и началась застройка территории. В апреле 2014 года начался постепенный снос ремонтно-производственного корпуса, полностью закончившийся в июле 2018 года. По состоянию на 2018 год на месте бывшего депо построены и сданы в эксплуатацию новый детский сад и жилой комплекс «Острова».