Игра BioShock 2 является шутером от первого лица. Её действие проходит в подводном городе Восторг. Прохождение BioShock 2 начнётся с того, что Вы очнётесь в луже воды. Вам уготована роль первого Большого Папочки. В начале игры из оружия Вам будет доступен только бур. Это основное Ваше оружие. Хотя оно и предназначено для ближнего боя, к нему нужны патроны. Данное оружие может быть улучшено в процессе игры уменьшением потребления топлива, увеличением наносимого урона и обретением эффекта заморозки противника. Но против некоторых противников бур абсолютно бессилен.

Кроме бура, в игре можно вооружиться гвоздемётом, четырёхствольным пулемётом, дробовиком и гранатомётом. К каждому виду оружия существует по три вида боеприпасов, годящихся для уничтожения разных противников. Костюмом игрока является глубоководный скафандр, так что он свободно посетит девять районов города Восторг. Прохождение игры BioShock 2 столкнёт героя с мутировавшими сплайсерами, имеющими огромную мышечную массу, и находящимися на вершине пищевой цепочки, Большой Сестрой и Маленькой Сестричкой.

Восторг является жутким местом, где постоянно нужно кого-то убивать и собирать драгоценный АДАМ с трупов. Это особый вид стволовых клеток редкого морского слизня, которые способны превращаться в любые другие клетки. Местонахождение трупов показывает карта, или взятая под опёку и охраняемая от сплайсеров Сестричка. Сама Сестричка может собрать АДАМ только с двух трупов, после чего её можно поглотить или забрать часть её АДАМа и оставить в живых. Окончание игры зависит от того, сколько важных персонажей Вы убили, и сколько Сестричек спасли.