Sonic Rivals 2 — это платформер с 2D-геймплеем в 3D-среде, где вы гоняете другого персонажа к финишу каждого этапа, как и в первой игре. Персонажи по-прежнему получают различные бонусы на протяжении всей сцены, чтобы атаковать своего соперника. Этапы босса также одинаковы в том смысле, что вам нужно победить босса раньше, чем это сделает ваш соперник. Игроки по-прежнему собирают карты для выполнения различных задач.
В список игровых персонажей входят все персонажи из предыдущей игры (Соник, Наклз, Шэдоу, Сильвер и Метал Соник), а также Тейлз, Хамелеон Эспио и Летучая мышь Руж.
Добавлен режим свободной игры, так что вы можете играть на ранее пройденных этапах, не соревнуясь с другим персонажем. В многопользовательские испытания были внесены некоторые дополнения, включая режимы игры «Нокаут», «Битва на ринге», «Гонка», «Царь горы», «Захват Чао» и «Метка».