《Portal 2》的故事發生在第一部的幾年後，兩位主角——可以操控的機械臂“端接器”（Cheese）和運送物體“傳送門器”（Portal）將會繼續面對更多考驗，要通過測試的劇情將是證明自己對另一方的真愛。除了可以操控的主角之外，遊戲還新增了兩位可操控角色：機器人Cave和前作中就已存在的角色Aperture實驗室的新員工Vita。
此外，在《傳送門2》中，玩家將有機會使用新的傳送門材質球，它將會影響遊戲的基本遊戲機制。總的來說，《Portal 2》的故事更加複雜和有趣，提供了更多的遊戲玩法和角色選擇。