21 февраля 2008 года ведущим гейм-дизайнером Portal Кимберли Свифт (англ. Kimberly Swift) в эфире канала G4TV была подтверждена разработка второй части игры[76][77]. После этого, в течении почти двух лет Valve держала подробности разработки и сюжета Portal 2 в секрете, исключая выставленную в 2008 году на сайте Breakdown Express информацию о поиске людей для озвучания нового персонажа в играх серии Portal — Кейва Джонсона (англ. Cave Johnson), директора Aperture Science.[78] 1 марта 2010 года вместе с очередным обновлением было добавлено новое достижение — «Transmission Received», которое подразумевает взаимодействие с радиоприемниками, встречаемыми в игре. В нужном месте эти радиоприемники начинают получать сигналы кода Морзе и помехи. Сигналы Морзе посылают последовательность MD5-хешей различных распространенных фраз (например, «The quick brown fox jumps over the lazy dog»), а помехи — являются кадрами изображений, которые получаются при медленной развертке. В свою очередь, фразы являлись паролями к BBS Apperture Science, где особо настойчивые игроки могли получить дополнительные сведения о мире Portal. Таким образом, Valve запустила очередную игру в альтернативной реальности (см. Portal 2 ARG).[79]
3 марта ещё одно обновление, «Added valuable asset retrieval», слегка изменило концовку Portal — теперь лежащую Челл кто-то начинает оттаскивать с места крушения.[17] Как выяснилось позже, эта концовка была добавлена в качестве дополнительного «связующего мостика» между первой и второй частями игр, а оттаскивал Челл обратно в Лабораторию робот-распорядитель вечеринки, дождавшийся момента, когда подопытная ляжет на живот в надлежащую «позу ожидания распорядителя».[18]
Спустя день после обновления, 5 марта 2010 года Valve официально анонсировало Portal 2, сообщив, что игра выйдет к «грядущему праздничному сезону». Сюжет продолжения развивается спустя несколько сотен лет в разрушенной Лаборатории исследования природы порталов. Персонажем игрока вновь становится Челл (которая содержалась в анабиозе), а главным врагом — всё та же ГЛэДОС, которая, как и обещала, осталась в живых.[80]