De antistofmedierede immunresponser hos værten, er stærkere efter en anden udsættelse for et antigen. Denne sekundære reaktion, kaldes også hukommelsesrespons (anamnestisk respons). Som vist i figur 15.10.1, er dette svar forholdsvist hurtigere og når højdepunktet på kun 2-7 dage, varer mange dage og er af en betydeligere højere størrelsesorden. Som forklaring, der er vist i figur 15.5.1.1, bliver nogle B-celler ikke til antistofproducerende plasmaceller, men fortsætter som langlivede med ikke-prolifererende hukommelsesceller. År, eller endog årtier senere, hvis disse celler stimuleres af det samme antigen, differentierer de meget hurtigt til antistofproducerende plasmaceller.
Intensiteten af antistofmedieret humoralt respons, kan reflekteres af antistoftiteren, der er den relative mængde antistof i serummet. Efter den første kontakt med et antigen, indeholder den udsatte persons serum, ingen påviselige antistoffer i 4 til 7 dage. Så sker der en langsom stigning i antistoftiteren: det første produceret er IgM, efterfulgt af IgG der topper efter omkring 10 til 14 dage, hvorefter antistoftiteren gradvist aftager. Dette mønster er karakteristisk for et primært respons på et antistof.
En lignende reaktion forekommer med T-celler, der er nødvendige for opretholdelsen af en livslang hukommelse til at skelne egne celler fra fremmede celler.