Да, в игре Portal 2 есть кооперативный режим. Как работает кооперативный режим: Игрокам нужно играть за роботов Пи-Боди и Атласа, которых построила ГЛаДОС. В кооперативе, как и в одиночной кампании, нужно решать пространственные загадки, используя для этого портальные пушки (их две — по одной на каждого из роботов). Игрок может видеть то, что видит напарник, с использованием картинки в картинке. Для удобства связи между игроками и координирования их действий предусмотрено размещение специальных маркеров в тестовых камерах, которые позволяют обращать внимание партнёра на нужный объект, место или призывают совершить какое-то действие. В отличие от одиночной игры, при гибели любого игрока его персонаж заново появляется в определённом месте карты, что снимает необходимость загрузки последней сохранённой игры.