علم الجمهورية العراقية الثانية تكوَّن من أربعة ألوان وهي الأحمر والأبيض والأسود مع ثلاث نُجوم خضراء ترمز للوحدة الاتحادية بين العراق وسوريا ومصر، وهو يحمل ألوان الوحدة العربيَّة. تمَّ اعتماد العلم في العهد الجُمهوري على إثر انقلاب 8 شباط سنة 1963. فتمَّ إقرار العلم الجديد بعد خمسة أشهُرٍ وتحديدًا في 31 تموز 1963.
يتكون العلم من ثلاثة ألوان الأسود والأبيض والأحمر وبه ثلاث نجوم خُضر، والمسافات بين النجوم الثلاث وحافتي العلم متساوية ويكون العلم مستطيل الشكل عرضه ثلثا طوله ويكون من ثلاثة مستطيلات أفقية متساوية الأبعاد، أعلاها باللون الأحمر وأوسطها باللون الأبيض، وأسفلها باللون الأسود، وتتوسط النجوم المستطيل الأبيض. وقد أقر العلم بسبب ميثاق الوحدة الاتحاديَّة بين مصر وسوريا والعراق.
إذ اعتُمِد العلم بعد وصول القوميّين العرب إلى السُلطة في بغداد بعد الإطاحة بحكومة عبد الكريم قاسم في انقلاب 8 شباط سنة 1963 وعلى إثرها تولَّى عبد السلام عارف رئاسة الجُمهورية في حين تولَّى أحمد حسن البكر رئاسة الوزراء وقد تم خلع الأخير في ذات العام.
انتهت الجمهوريَّة الثانية بعد إزاحة عبد الرحمن عارف وحكومته على يد البعثيين في انقلاب 17 تموز سنة 1968. فعاد أحمد حسن البكر وتولى هذه المرة رئاسة الجمهوريَّة العراقيَّة. رغم سيطرة حزب البعث على الحكم نتيجة للانقلاب إلا أنهم استمرُّوا في استخدام العلم الذي تم إقراره في سنة 1963 إلى جانب الشعار ولم يغيّروا فيه شيئًا إلا الدلالات حتى 13 كانون الثاني 1991.