Portal 2 czerpie z wielokrotnie nagradzanej formuły innowacyjnej rozgrywki, fabuły i muzyki, która przyniosła oryginalnemu Portalowi ponad 70 wyróżnień branżowych i stała się kultowa. Część dla jednego gracza w Portal 2 wprowadza obsadę nowych, dynamicznych postaci, mnóstwo świeżych elementów łamigłówek i znacznie większy zestaw przebiegłych komnat testowych. Gracze będą eksplorować nigdy wcześniej nie widziane obszary laboratoriów naukowych Aperture i ponownie spotkają się z GLaDOS, czasami morderczym towarzyszem komputerowym, który poprowadził ich przez oryginalną grę. Tryb kooperacji dla dwóch graczy zawiera własną, całkowicie oddzielną kampanię z unikalną historią, komnatami testowymi i dwoma nowymi postaciami graczy. Ten nowy tryb zmusza graczy do ponownego rozważenia wszystkiego, co myśleli, że wiedzą o portalach. Sukces będzie wymagał od nich nie tylko wspólnego działania, ale także wspólnego myślenia.