Yıkılan Hisar'dan kaçışın hemen ardından Gordon Freeman ve arkadaşı Alyx Vance, Combine'ın yıkımı güçlü bir takviye sağlamak amacıyla bir portal açmak için kullandığını öğrenir. Önceki bölümden bu yana oynanışta büyük bir değişiklik yapılmadı; bunun yerine oyuncular yerçekimi tabancasını ve doğaçlama mühimmat olarak kullanmak üzere daha fazla fizik nesnesini denemeye davet edilecek. İkinci Bölüm, fizik bulmacaları ve sürüş bölümleri de dahil olmak üzere serinin tüm unsurlarını geri getiriyor çünkü Birinci Bölüm ile eşzamanlı olarak geliştirildi, ancak ilkinden farklı olarak İkinci Bölüm, serinin bugüne kadarki en büyük bulmacası da dahil olmak üzere daha fazla bulmaca içeriyor.