Prototype 2 продолжает историю в Нью-Йорке, как и первая игра серии. Сержант Джеймс Хеллер потерял жену и ребёнка: они стали жертвами вируса. Теперь его противник — Алекс Мерсер, герой предыдущей части. Игра подробнее раскрывает конфликт между ними: Хеллер, как и Мерсер, является прототипом, но Алекс стремится подчинить себе Нью-Йорк, назвав его «Зеро». Заразив жителей тем же вирусом, что и он сам, Мерсер сделал их подобными себе и подчинил, чтобы укрепить власть в городе и использовать его новые возможности.

Хеллер не отступает, узнав, кто ему противостоит. Он может принимать чужой облик, чтобы остаться незамеченным, а затем выпускать щупальца и разрушать всё вокруг. Желание отомстить герою первой игры у него есть, но победить будет непросто: Мерсер укрепился и в городе, и в собственном теле. Память к нему не вернулась, зато он раскрыл свой генетический код и обрёл способности, необычные даже для прототипа. Задача игрока — развить Хеллера до сопоставимой с противником силы: установить новые лезвия, навсегда увеличить скорость передвижения и перенимать облик других людей, оставаясь неузнаваемым.

Развитие героя строится на выборе и сочетании способностей: новые умения дополняют обязательные, а их комбинации составляют основу RPG-механик Prototype 2. Огромными щупальцами можно крушить врагов, технику, машины и дороги, а также разрывать противников. Открытый мир поделён между тремя враждующими фракциями. Их лидеры стремятся завладеть инфекцией каждый по-своему, поэтому мира не будет. Уничтожение противников — цель этих групп, но не Хеллера.