Portal 2 breidt verder op de prijswinnende formule van innovatieve gameplay, verhaal en muziek. Het single-player gedeelte van Portal 2 introduceert nieuwe dynamische karakters, verse puzzelelementen en een veel hoger aantal dubieuze, uitdagende testkamers. Spelers dwalen door de verlaten en onbekende plekken van het gigantische Aperture Sience Laboratorium en worden verenigd met GLaDOS, de soms moordadige computerhulp die de spelers door Portal heeft geholpen, De twee-speler co-op modus bevat een geheel afzonderlijk uniek verhaal met nieuwe testkamers en twee nieuwe speelbare karakters. Deze nieuwe modus zorgt ervoor dat spelers al hun kennis over portals moeten loslaten en opnieuw beginnen met het leren oplossen van de hersenkrakende puzzelkamers. Om succesvol te zijn, moet je niet alleen samen handelen, maar ook samen denken.