Rozgrywka Max Payne 2 jest trzecioosobową strzelanką, w której gracz wciela się w Maxa Payne’a, a na kilku poziomach również w Monę Sax. Początkowo bronią gracza jest pistolet. W miarę postępów w grze bohater uzyskuje dostęp do różnych rodzajów broni, w tym innych pistoletów, strzelb, pistoletów maszynowych, karabinów szturmowych i karabinów snajperskich. Kolejne cele w grze są opisywane za pomocą wewnętrznego monologu Maxa, w którym powtarza sobie, jakie powinny być jego następne kroki.
Przy pierwszym uruchomieniu gra oferuje jeden poziom trudności, który jest dostosowywany automatycznie, jeśli gra jest zbyt trudna dla gracza. Przykładowo, jeśli bohater ginie zbyt wiele razy, sztuczna inteligencja wrogów staje się mniej skuteczna, a tabletki leczące gracza są łatwiej dostępne. Po pierwszym ukończeniu gry odblokowywane zostają dodatkowe poziomy trudności. Udostępniane są również dwa specjalne tryby gry: „New York Minute” i „Dead Man Walking”. W „New York Minute” gracz otrzymuje wynik na podstawie czasu potrzebnego na ukończenie każdego poziomu.