В игре Killing Floor 2 игрокам предстоит отправиться в континентальную Европу, где неудачный эксперимент Horzine Biotech вызвал массовую вспышку заражения, которая распространилась с ужасающей скоростью и получила непреодолимый импульс, парализовавший Европейский союз. Спустя всего месяц после событий оригинальной игры Killing Floor повсюду распространились образцы-клоны, связь практически отсутствует, цивилизация находится в упадке, правительства пали, а военные силы уничтожены.
Игроку нужно противостоять волнам противников-мутантов, за которыми идёт босс. Победа над боссом означает победу в матче. Играть можно как в одиночку, так и в многопользовательском режиме: до шести игроков на одной карте. Разработчики создали режим Versus Survival, в котором могут участвовать две команды. Одна играет за людей, другая может контролировать некоторых мутантов. При этом после каждой волны команды меняются ролями.
В игре можно развивать персонажа, продумывать и усиливать его специализацию. Игрок получает очки за победу над монстрами и может получать за них бонусы, расширяющие возможности персонажа.