Spillet foregår omkring ti år etter hendelsene i originalen og ennå en gang hjemsøkes hallene i Rapture av gamle synder. Et enormt monster har kidnappet jenter langs kysten og tatt de med seg til undervannsbyen Rapture. Du spiller rollen som den aller første Big Daddy og på reisen gjennom den vakre og forfalne byen får du kjempe mot usynlige fiender mens du søker svar på din egen overlevelse.
Flerspillermodusen i BioShock 2 byr på en omfattende opplevelse som topper til og med den kritikerroste forgjengeren. Spillet foregår under Raptures ødeleggelse og spilleren har rollen som en Plasmid-tester i undervannsbyen som først ble utforsket i originale BioShock. Spilleren kommer til å behøve samtlige elementer som er tillgjengelig i spillet for å overleve opplevelsen som er i BioShock. Denne forfinede og unike flerspilleropplevelsen blir bare mulig i dypet som heter Rapture.