Im Grunde ist das Spielprinzip von Portal 2 identisch mit dem des ersten Teils. Soll heißen: Ausgerüstet mit der Portal Gun werdet ihr sehr linear durch die diversen Levels gelotst. Mit dabei sind sterile Räume, die man schon aus Portal kennt, aber auch einige kurze Ausflüge ins Frei sind mit dabei. Insgesamt ist die Levelarchitektur abwechslungsreicher, was sich auch auf die Rätsel auswirkt.
Die meiste Zeit steht ihr in einem bestimmten Raum und müsst die Portale so anbringen, dass beispielsweise ein Laserstrahl neu ausgerichtet wird, der dann einen Schalter umlegt, der wiederum eine Tür öffnet. Oder ihr müsst einen Gegenstand so verändern oder umstellen, dass eine Kettenreaktion ausgelöst wird. Das Spieltempo ist dabei relativ gemütlich, anders sieht es jedoch aus, wenn die neuen Geels ins Spiel kommen. Diese führen unter anderem dazu, dass ihr Meter hoch springt oder mit Karacho über den Boden rutscht. Jedes Rätsel bedarf einer gewissen Planung und gegen Ende der circa zwölfstündigen Spielzeit werden die Kopfnüsse immer anspruchsvoller. Wer nicht gerne um drei Ecken denkt, ist hier definitiv falsch. Dank einer fair ansteigenden Lernkurve dürfte es aber nur wenige Probleme geben. Wir hatten um ehrlich zu sein an einigen Stellen so unsere Schwierigkeiten, nach viel ausprobieren kamen wir dann doch immer auf die richtige Lösung. Eine kleine Hilfestellung in Form eines Tipps wäre dennoch nicht schlecht gewesen.