פורטל 2
עלילת המשחק > שחקן יחיד

הדמות שאותה מגלם השחקן היא אישה צעירה בשם צ'ל. המשחק הראשון נגמר בכך שצ'ל משמידה את ליבות המעבד של גלאדוס, אינטליגנציה מלאכותית מרושעת. בתום הקרב עם גלאדוס מצליחה צ'ל להמלט אל מחוץ למעבדות, אך רק על מנת להגרר חזרה על ידי רובוט. המשחק השני מתחיל כשצ'ל מתעוררת בחדר שינה קריוגנית. קול גברי מרמקול מנחה אותה לבצע בדיקה גופנית מגוחכת - מורה לה להביט למעלה ולמטה, ואז לבהות לכמה שניות בציור, ואז מנחה אותה לחזור לשינה הקריוגנית. צ'ל מתעוררת ומגלה שהייתה בתרדמת לאורך שנים רבות, והכל סביבה מוזנח ומתפורר. היא שומעת קול של גבר בריטי, פותחת את הדלת ומגלה רובוט קטן וכדורי בשם וויטלי, המנחה את צ'ל דרך סדרה של חדרי-חידה (חלקם מוכרים מהמשחק הראשון) לחדר המתגים הראשי, בו וויטלי מקווה למצוא אמצעי מילוט מהמתקן התת-קרקעי.
צ'ל וויטלי מוצאים את גלאדוס כבויה ומושלכת על רצפת חדר הפיקוד החרב שלה. הם ממשיכים אל חדר בקרת החשמל הראשי. וויטלי מנסה להדליק את האור כדי למצוא את מתג המילוט, אך בטעות מפעיל את גלאדוס.
גלאדוס מתעוררת, מנפצת את וויטלי ומשליכה את צ'ל לסדרה של חדרי ניסוי חדשים. במהלך הניסויים, גלאדוס מקניטה את צ'ל ומשחקת ברגשותיה בצורה מרושעת מתמיד, כגון הבטחה לצ'ל שהיא תתקשר להוריה, אך במקום להתקשר היא משמיעה את ההודעה: "ההורים אליהם התקשרת אינם אוהבים אותך יותר" וגם "כל הכבוד, הנה תוצאות המבחן: את אדם נוראי. זה מה שזה כתוב פה, אדם נוראי. אפילו לא נבחנת על זה".
בהמשך המבחנים וויטלי מופיע שוב כשגופו סדוק, ומצליח לחלץ את צ'ל מסדרת המבחנים למעמקי בית החרושת של המפעל. צ'ל וויטלי מצליחים יחדיו לחבל בפס הייצור של צריחי המשמר המיוצרים בהמוניהם כך שייוצרו אך ורק צריחים פגומים וחסרי תועלת. הם ממשיכים ומשמידים את המתקן המייצר גז-עצבים, אחד מכלי הנשק העיקריים של גלאדוס כנגד בני אדם.
צ'ל ווויטלי מגיעים לחדרה של גלאדוס, וצ'ל משתמשת בהליך החלפת ליבות מתוכנת מראש, בו היא מדיחה את גלאדוס ושמה את וויטלי בראשות המפעל כולו. ויטלי, מסונוור מכוחותיו החדשים מאשים את צ'ל באנוכיות ומחבר את גלאדוס לתפוח אדמה. לאחר מכן הוא משליך את צ'ל ואת גלאדוס לפיר שעומקו כארבעה קלומטרים, ובקרקעיתו חלקים ישנים ומיועדים להריסה של המפעל, בבטן האדמה.
גלאדוס נחטפת מייד על ידי עורב. צ'ל מוצאת את דרכה לאזור מבחנים ישן משנות ה-70 של המאה ה-20, וקולו של היזם שמאחורי Aperture Laboratories, קייב ג'ונסון ומזכירתו קרוליין מנחים אותה. לאחר כמה חדרי ניסויים צ'ל מוצאת את גלאדוס בקן העורב, והן ממשיכות יחד, מאוחדות במטרה לעלות לחלקים השמישים של המפעל ולהתמודד עם וויטלי. גלאדוס מגיבה בהתרגשות גדולה להודעות של ג'ונסון עד כדי איבוד הכרה לזמן מה, ואומרת שהשם קרולין מוכר לה אך היא לא מצליחה להיזכר מניין. כשהיא שומעת הקלטה זועמת במיוחד בה קייב ג'ונסון מכריז שבכוונתו לפוצץ בלימונים מתלקחים את המנהל של היקום, גלאדוס מצטרפת בהתלהבות בקריאה "הוא אומר בגלוי את מה שכולם חושבים בסתר: לשרוף אנשים!"
הרמזים המצטברים מההקלטות העתיקות ומתגובותיה של גלאדוס מעלים שגלאדוס היא העתק מוחה של קרוליין לתוך בינה מלאכותית.
הן מגיעות למעלה לאזור ניסויים חדש שוויטלי בנה, ובו חידות פשוטות שבפשוטות והכלאה מוזרה בין שני צריחים לקוביה שמקפצת בחוסר ישע וממלמלת דברים לא ברורים. הן מתחילות להתקדם בסדרת המבחנים בקלות, אך אז וויטלי מגלה אוסף מבחנים שגלאדוס הותירה אחריה והאתגר נעשה קשה במידה רבה. וויטלי חושף שמרגע שמונה למנהל המפעל נכפתה עליו אובססיה - הוא חייב לבחון כל הזמן, ולכן הוא שמח שגלאדוס וצ'ל חזרו. גלאדוס מערימה עליו וגורמת לו לומר פתרון של מבחן, ומסתבר שברגע שהוא עושה זאת הוא חוטף מכת חשמל.
לבסוף גלאדוס וצ'ל מגלות שוויטלי מצא דרך שאינה תלויה בהן לבחון, והוא מתכוון להרוג אותן. וויטלי מנסה להרוג את צ'ל כמה פעמים. אך צ'ל וגלדוס נמלטות ומגיעות בסופו של דבר לחדרו של וויטלי. צ'ל מתמודדת עם וויטלי, בכך שהיא משתקת אותו ומחדירה לו ליבות פגומות. היא הולכת ללחוץ על כפתור בשביל להשבית את וויטלי אך ברגע האחרון וויטלי מפוצץ את החדר. למזלה של צ'ל, עוצמת הפיצוץ פתחה את התקרה והראתה לצ'ל את הירח. היא שולחת פורטל לירח (הירח, שמהאבנים שבו מייצרים את הג'ל הלבן, מוליך פורטלים מעולה) ווויטלי וליבת החלל נתקעים בחלל. צ'ל מתעוררת בליווי אטלס ופי-בודי במעלית. גלאדוס מדברת אל צ'ל באהבה בד בבד אומרת שצ'ל מסוכנת מדי בשבילה ולכן היא תניח לה ללכת, והמשפט האחרון הוא "היה כיף. אל תחזרי". גלאדוס משחררת את צ'ל במעלית כלפי פני השטח. בשלב מסוים המעלית עוצרת ודלת נפתחת אל חדר ובו הרבה צריחים, השרים לצ'ל שיר אהבה אופראי. המעלית ממשיכה ומוציאה את השחקן בבקתה בתוך שדה חיטה. השחקן יוצא מהתא, מסתכל סביב ודלת התא נטרקת סופית. אחרי הטריקה שיר הסיום (Want you gone) מתנגן, ולסיום יש סצנה קצרה בה וויטלי מביע את הצער והחרטה שלו לצ'ל וגלאדוס.