Помимо сюжетного режима, Portal 2 может предложить режим кооперативной игры для двоих игроков, в котором главными героями выступают роботы Атлас и Пи-Боди, выполняющие разнообразные поручения GLaDOS. У этих поручений есть отдельная сюжетная линия, которая никак не пересекается с сюжетной линией Челл, и которая ведет к неожиданному окончанию.
