Zasady gry są bardzo proste. Kierujemy spadającymi blokami, składającymi się z czterech części, które z kolei dzielą się na dwa różne kolory. Naszym zadaniem jest takie ułożenie tych bloków na planszy, aby powstały klocki o jednolitym kolorze. W odróżnieniu od Tetrisa, w którym mieliśmy do czynienia z klockami o różnych kształtach, w Lumines 2 układamy jedynie kwadratowe bloki mogące występować tylko w sześciu kombinacjach rozłożenia koloru. Ułożenie obok siebie bloków w jednolitym kolorze powoduje powstawanie combosów. Dzięki takiemu uproszczeniu rozgrywka na tyle różni się od Tetrisa, że wciąga i nie nuży wtórnością.

Główną nowością w Lumines II są całkowicie animowane tła w czasie rozgrywki. Podczas, gdy w części pierwszej tylko niektóre elementy były animowane, w drugiej tło stanowią kolorowe teledyski zajmujące cały obszar ekranu PSP, dzięki czemu gra zyskuje ogromny dynamizm. Lista artystów, których klipy można zobaczyć i usłyszeć podczas rozgrywki obejmuje między innymi: Beck, Black Eyed Peas, Fatboy Slim, Gwen Stefani, Missy Elliott, New Order. Oprócz tego gra oferuje ponad 60 stylów graficznych, dzięki którym można temu samemu poziomowi gry nadać zupełnie inny wygląd i nowe efekty 3D. Wprowadzono także kilka nowych typów bloków (podobne do klocków z klejnotem z części pierwszej Lumines), nowe tryby Battle oraz bezprzewodowy tryb rozgrywki z drugim graczem.