Hola.
Según estoy probando, funciona bien con el siguiente HTML:
Código:
<HTML>
<HEAD>
<TITLE></TITLE>
<style type="text/css">
div#x1 {
border: 1px solid red;
height: 400px;
width: 400px;
}
div#x2 {
display:none;
border: 1px solid blue;
}
div#x1:hover {
border: 2px solid green;
}
div#x1:hover div#x2 {
display:block;
}
</style>
</HEAD>
<BODY>
<div>
<div id="x1">
div 1
<div>
<div id="x2">
div 2
</div>
</div>
</div>
</BODY>
</HTML>
Lo que sí que he encontrado es que aunque en Firefox va bien, en IE tiene un problema: Estoy usando el IE8 para probarlo y va bien sólamente si le digo que es un documento estándar 7 o estándar 8. Si le digo que es un documento 'no estándar', no funciona (en IE8, menú Herramientas -> Herramientas de desarrollo, ó pulsar F12).
Si indicas el navegador y el HTML podríamos afinar más la respuesta.
Un saludo.