PSP在線上遊戲包括《怪物獵人P3》、《夢幻之星P2》、《胡鬧搬家2》、《Piku Niku》、《星之卡比：探索發現》、《麵包和年糕》、《代號探戈》等。這些遊戲支持1到4人的遊玩人數，包括本地多人遊戲和線上在線上功能。
例如，《怪物獵人P3》允許最多4人在線上，體驗刺激的狩獵過程；《夢幻之星P2》則提供了一個豐富的任務和武器系統，以及動畫風格的可愛畫面；《胡鬧搬家2》考驗玩家的默契，要求玩家扮演搬家師傅，將房間裡的物品搬上搬家車。
要進行PSP在線上遊戲，兩台PSP機器需要靠近（2米內），並開啟PSP上的LAN和Ad Hoc模式。進入支持在線上的遊戲後，一個人作為主機建立遊戲，另一個人在多人遊戲模式中搜尋並加入遊戲。這種方式進行在線上遊戲無需使用無線路由器。