Події гри відбуваються переважно у Римі XVI століття, проте періодично вони переносяться в недалеке майбутнє (порівняно з часом виходу гри), де головним героєм є Дезмонд Майлз, який навчається мистецтву асасина за допомогою машини «Анімус 2.0», що дозволяє зчитувати генетичну інформацію про життя пращурів Дезмонда і реконструювати їхнє минуле. Головний герой історичної частини гри — Еціо Аудіторе да Фіренце, один з лідерів і наставників ордену Асасинів. Найлютіші вороги асасинів — представники впливового клану Борджіа, повністю контролюють політику Риму та його корумпованих лідерів.
Порівняно з попередньою грою, бойова система не зазнала суттєвих змін. За словами розробників, динаміка бою стала активнішою та наступальнішою. Тепер заохочуються швидкі атаки, контратаки стали менш ефективними. Система дій NPC стала агресивною, тепер гравця можуть атакувати одразу кілька супротивників. Збільшилось число зброї, з'явилася можливість використовувати стаціонарні гармати у деяких ігрових ситуаціях. Окрім того, серйозно переглянута роль коня, на якому тепер можна пересуватися й у межах міста. Кінь також бере участь у деяких елементах паркуру. В процесі виконання завдань Еціо зустрічає та взаємодіє з різними історичними персонажами, такими як Леонардо да Вінчі, Нікколо Макіавеллі, Катерина Сфорца. Представники роду Борджіа є основними ворогами в грі.