Após os desenvolvimentos iniciais na década de 1970, uma segunda onda de PNL começou com o aparecimento de uma série de publicações da Real People Press. Este movimento foi liderado por Steve e Connirae Andreas, que primeiro editaram os livros de oficina de Bandler e Grinder (Frogs into Princes, Reframes and Transformations) e mais tarde fizeram suas próprias contribuições criativas, como Heart of the Mind, Core Transformations e vários outros títulos. Eles continuaram como uma fonte principal de criatividade dentro do campo até o presente. Juntos, Leslie Cameron, David Gordon e Robert Dilts desenvolveram o primeiro protocolo de treinamento em PNL (os treinamentos Practitioner e Master Practitioner). Leslie foi o primeiro a enumerar os meta-programas de PNL e mais tarde (com David Gordon e Michael Lebeau) desenvolveu o Método Emprint.

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De acordo com Lucas Derks (Private Communications 2013), a partir deste momento, a experimentação clínica claramente assumiu a modelagem dos exemplares originais como fonte de novas metodologias de PNL. Os novos modelos usaram os padrões originais identificados pelos primeiros desenvolvedores para descobrir novas estruturas e criar padrões originais.

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Embora alguns padrões tenham sido sugeridos no trabalho anterior, seu pleno desenvolvimento só veio a existir através desta segunda onda. Isso incluiu submodalidades, linhas de tempo e outros padrões de raiz que agora foram incluídos como parte dos elementos fundamentais de qualquer currículo de PNL.

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O desenvolvimento de novos modelos por meio de experimentação clínica impactou significativamente a aplicação da PNL ao campo da saúde por Robert Dilts, Todd Epstein, Tim Hallbom e Suzi Smith. Sua aplicação à criatividade e aos padrões de gênio foram articulados por Dilts e Epstein.

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Durante a segunda onda, outros projetos de modelagem foram realizados investigando o trabalho de terapeutas, incluindo Moishe Feldenkrais, Carl Rogers, Frank Farelly, Bert Hellinger, Ivan Nagy, Martin Orne e muitos outros. Essas descobertas muitas vezes não foram reconhecidas, mas continuam a fazer parte do corpo existente da prática da PNL.

Uma contribuição significativa para os padrões básicos da PNL também foi feita por L. Michael Hall na introdução do modelo Meta States. Sua Neuro-Semântica renomeada tornou-se o centro de uma empresa de coaching mundial.

Em 1988, Tad James e Wyatt Woodsmall publicaram Timeline Therapy and the Structure of Personality. Desde então, as linhas do tempo tornaram-se parte regular de muitos treinamentos de PNL. Steve e Connirae Andreas também criaram processos de linha do tempo mais ou menos na mesma época, conforme escrito em Change Your Mind e Keep the Change.

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Anthony Robbins ganhou destaque como palestrante e treinador motivacional na década de 1980, usando a PNL como seu principal conjunto de habilidades, e ajudou a popularizar a PNL por meio de seu livro best-seller, Unlimited Power. Apesar de renomeá-lo e combiná-lo com outros ensinamentos motivacionais, ele foi responsável por popularizar a PNL na comunidade empresarial como uma mercadoria de mercado de massa e trabalhou com muitas pessoas famosas, incluindo o presidente Bill Clinton.

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Contribuições significativas também foram feitas por John Seymour e Joseph O'Connor, que trouxeram a PNL para o público psicológico mais amplo com seu livro, Introducing NLP. Ambos estiveram profundamente envolvidos no desenvolvimento de materiais de treinamento em PNL e na aplicação da PNL à educação.

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Novos modelos de terapias eficazes também surgiram na década de 1990. Estes são exemplificados pela modelagem de Penny Tompkins e James Lawley do terapeuta David Grove. Sua Modelagem Simbólica é considerada por muitos, especialmente no Reino Unido, como uma extensão da PNL clássica.

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Outro modelo significativo é representado pela extensão de submodalidades de Lukas Derks às relações interpessoais em seu Modelo de Panorama Social. Este modelo usou os métodos da Psicologia Social para analisar padrões na cognição social normal e problemática. Aqui, partindo do modelo padrão de análise ideográfica intensiva, Derks entrevistou várias pessoas para descobrir um padrão generalizado.

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Essa mesma estratégia investigativa tem sido usada para estender e validar os metaprogramas de PNL no trabalho de Rodger Bailey, Patrick Merelevede, Shelle Rose Charvet e Carl Hirshman. O modelo também foi significativamente ampliado pelo programa MindSonar de Jaap Hollander.