Disney Infinity 2.0 является преемником Disney Infinity и представляет второе поколение этой концепции в виде совершенно новой игры. Как и оригинальная игра, она представляет собой приключение, в котором игроки помещают физические фигурки на базу Infinity с помощью USB-подключения к системе, после чего они становятся персонажами игры. По мере использования персонажей их уровень повышается, а прогресс сохраняется в самом персонаже, что означает, что их уровень можно повысить, используя их на другой системе или в другом месте. Фигурки, которые можно приобрести, не зависят от платформы. Есть две большие группы персонажей: Marvel Super Heroes и Disney Originals.
Как и в первой игре, игра разделена на два игровых режима. Сюжетная часть игры (режим Play Set) включается через игровой набор, напоминающий кристаллическую фигурку, установленную на подставку. Infinity 2.0 поддерживает несколько самостоятельных сюжетных режимов, основанных на приобретенных игровых наборах. Основной игровой процесс представляет собой традиционный экшен-платформер. Персонажи перемещаются по игровому миру и обладают различными видами движений. Одни персонажи умеют вести ближний бой, другие полагаются на дальние атаки. По мере роста уровня персонажей становятся доступны новые способности и атрибуты, назначаемые с помощью дерева навыков. Уровни умений можно сбросить на 10 и 20 уровне, чтобы попробовать себя в разных направлениях. Некоторые персонажи обладают особыми способностями, такими как полет (Железный человек) или махание паутиной (Человек-паук).
Вторая часть игры - песочница Toy Box, переименованная в Toy Box 2.0 для этой версии. В ней игроки могут использовать всех своих персонажей и создавать собственные игры, расставляя предметы и покупая новые, проектируя декорации, применяя игровую логику и делясь своими творениями с другими, что является новинкой для этой версии. Различные части этого режима были изменены для нового издания, например, введены рамки для быстрого проектирования определенного типа игры. Некоторые персонажи доступны только в режиме Toy Box, и этот режим поддерживает как локальный, так и сетевой мультиплеер. В оригинальной игре у каждого персонажа было свое "приключение" - игровой уровень. Во второй игре они не возвращаются, но появляются игровые диски Toy Box. Они предоставляют определенный жанр игры, который можно редактировать для создания вариантов. Также возвращаются диски питания - физические диски, помещаемые на базу для введения новых игрушек, текстур, неба, транспортных средств и т. д. Есть круглые диски, которые дают внутриигровые бонусы персонажам, и шестиугольные диски, которые предоставляют дополнительный контент. Как и в оригинальной игре, дополнительный контент Toy Box открывается при прохождении игровых наборов.