Spieler können Online in A.O.T. 2 nicht nur neue Freundschaften schließen, sondern erstmals auch menschliche Gegner finden. Der beliebte kooperative Spielmodus aus dem Vorgänger A.O.T. Wings of Freedom kehrt zurück und wird durch einen brandneuen Spieler-gegen-Spieler-Modus ergänzt. Die Spieler können sich in diesem Modus gegenseitig herausfordern, ihre Punktzahlen vergleichen und um den Platz an der Spitze der Ranglisten kämpfen.
Im neuen kompetitiven Multiplayer-Modus Annihilation fechten zwei Teams mit jeweils vier Scouts um die höchste Punktzahl innerhalb eines festgelegten Zeitlimits. Um dies zu erreichen müssen die Spieler in ihren Teams zusammenarbeiten und einen koordinierten Angriff auf die Schwachpunkte der mächtigen Titanen starten. Zusätzlich können Punkte auch in den eigenen Basen gewonnen werden. Hierzu können die Teams an speziellen Standorten eine Basis aufbauen und gegen das andere Team verteidigen.
Im Annihilation-Mode müssen die Spieler nicht nur Punkte für das eigene Team gewinnen, sondern gleichzeitig das gegnerische Team daran hindern. Dazu können diverse Items, wie die Numbing-Bullets, genutzt werden, die Spieler aus dem gegnerischen Team vorrübergehend lahm legen oder Paint-Bullets, die den gegnerischen Bildschirm und die Minikarte kurzzeitig verdecken. Wenn sich die Rundenzeit dem Ende nähert, werden die verdienten Punkte verdoppelt und ermöglichen es so einem gut zusammenarbeitenden Team, das Ruder im Kampf um den Highscore herumzureißen.
Der Onlinemodus ist nicht auf den Kampf Spieler-gegen-Spieler beschränkt, sondern bietet zusätzlich noch die Möglichkeit, gemeinsam mit anderen Spielern den Story-Modus und Scout-Missionen zu erleben. So können Spieler gemeinsam mit ihren Freunden spannende Abenteuer erleben und die Bedrohung durch die Titanen zurückschlagen.
In A.O.T. 2 können Spieler einen eigenen Charakter erstellen, um die spannende Geschichte der ersten beiden Anime-Staffeln zu erleben oder aus über 30 verschiedenen Figuren ihren Lieblingscharakter wählen – darunter Keith Sadies, Kitz Woermann, Dhalis Zachary und Dot Pyxis.