Mit einer Länge von 27,5 m ist das Großsteingrab von Lichtenau-Atteln II das größte der Gräber im Altenautal. Die Anlage ist 2,5-3 m breit und NW-SO orientiert. Die Kammerhöhe ist nicht rekonstruierbar, die Kammersohle liegt 0,65 m unter der heutigen Geländekante. Stellenweise ist noch das Mauerwerk zwischen den Wandsteinen erhalten. Es handelt sich um ein Grab des Typs Rimbeck. Die schmalen Enden sind mit großen Kalksteinblöcken verschlossen, der Eingang lag mittig an der südwestlichen Längsseite. Die Seitensteine eines kurzen, 1,7 m breiten Ganges wurden 1978 bei Nachuntersuchungen entdeckt, die Türkonstruktion ist allerdings nicht mehr erhalten. Als Baumaterial wurden örtlich anstehende Kalksteinplatten verwendet, die vermutlich aus derselben Entnahmestelle stammen wie das Material für Grab I.

Eine Absolutdatierung ergab eine Belegungszeit um 2900 bzw. 2800 calBC. Anhand von keramischen Funden der Trichterbecherkultur, die mittels ihrer Verzierungen in die Jahrhunderte um 3350 bis 3200 calBC datiert werden konnten, kann ein Belegungszeitraum von mindestens 500 Jahren angenommen werden.

Auffällig sind die Artefakte fremder Kulturen im Großsteingrab, das der Wartbergkultur zugeschrieben wird. Unter den zuvor erwähnten Steinartefakten fanden sich keine typisch neolithischen Geräteformen. Daher wird davon ausgegangen, dass diese Funde von einer mesolithischen Besiedlung der Anhöhe stammen. Offen ist dabei, ob sie im Neolithikum wiedergefunden und als Grabbeigaben verwendet wurden, oder ob sie sich noch im Boden befanden und unbewusst ins Grab gelangten. Der Fund dreier Keramikfragmente der Trichterbecherkultur spricht dafür, dass die zeitgleichen Kulturen hier im Austausch miteinander standen. Hinweise dieser Art finden sich in vielen Gräbern der Wartbergkultur, gerade in den an die Trichterbecherkultur angrenzenden Gebieten.