Sonic the Hedgehog 2 é um jogo de plataforma side-scrolling baseado em velocidade e a sequela de Sonic the Hedgehog. Como o original, os jogadores correm através de diferentes mundos chamados de "zonas" onde cada uma tem seu próprio tema específico. Há dois Atos em quase todas as 10 Zonas, e no final do último Ato de cada Zona é uma máquina que Robotnik controla que você deve derrotar para progredir. O malvado Dr. Robotnik quer conquistar o mundo. Para fazer isso, ele aprisiona e transforma todos os animais em robôs chamados "Badniks". Desta forma eles podem construir sua poderosa arma, o Death Egg. Apenas Sonic the Hedgehog, e seu novo parceiro, Miles 'Tails' Prower, podem impedir Robotnik e seu exército de Badniks de conquistar o mundo. Sonic e Tails podem coletar anéis que estão espalhados por todas as fases. Tal como acontece com a maioria dos jogos de plataformas, quando o jogador coleta 100 anéis, eles ganham uma vida extra. No entanto, os anéis também atuam como proteção; se Sonic é atingido quando ele está carregando anéis, eles se espalham por toda parte e ele é brevemente invencível. Se ele for atingido novamente quando não tiver anéis, ele perderá uma vida. Se o jogador atingir um poste de checkpoint com 50 ou mais anéis, eles poderão acessar o Special Stage. Nesta fase, você deve reunir uma quantidade definida de anéis em uma fase estilo pista de skate antes de chegar a um checkpoint. Complete todos os checkpoints e você ganhará uma das sete Chaos Emeralds. Novidade para Sonic the Hedgehog 2 é a capacidade de jogar o jogo co-op com um amigo - a qualquer momento, um jogador pode ligar um segundo controle e assumir o controle do Tails. Tails tem vidas infinitas e a câmera permanece focada em Sonic, o que significa que Tails não impedirá o jogo. Sonic (e Tails) agora também podem obter velocidade pressionando baixo e repetidamente o botão de salto para um "Spin Dash". Isso é útil quando estiver preso perto de encostas íngremes ou outras áreas onde você precisa de algum impulso. O jogo também possui um modo versus de 2 jogadores. Este modo é uma corrida de tela dividida horizontalmente através de fases baseadas em três das zonas do jogo principal.