Kilkaset lat po wydarzeniach z poprzedniej części SI Wheatley budzi główną bohaterkę - Chell z komory hibernacyjnej, proponując wspólną ucieczkę. W tym celu Chell, którą steruje gracz będzie musiała użyć działa generującego dwa portale, po których można się przemieszczać. Niestety nieumyślnie Wheatley i główna bohaterka budzą wrogą SI z poprzedniej części - GLaDOS. Ta sztuczna inteligencja postanawia wybaczyć Chell, która niemal ją zniszczyła, aby wznowić testy "portal gun".