Определённые изменения проходил и дизайн новых персонажей. Два робота, которыми игроки управляют в многопользовательском режиме, по задумке разработчиков должны были чем-то напоминать людей, но при этом всё равно выглядеть как роботы. На первых набросках художников эти двое персонажей получались похожими на роботов-антагонистов из фильма «Западный мир», но со временем приобрели более карикатурный вид благодаря тому, что разработчики использовали в качестве их деталей элементы автоматических турелей и модулей персональности. Это не только придало роботам стилистическую ассоциацию с комплексом Aperture Science, но и сделало так, что смерть такого персонажа на глазах у его напарника (что в сравнительно сложном кооперативном режиме будет происходить не один раз) несёт определённый юмор, чего не было бы в случае гибели человека или человекоподобного персонажа. Кроме того, возвращение персонажа после смерти получило логическое объяснение — робот просто собирался заново, в то время как человеку бы приходилось невероятным образом воскресать. По этим причинам Valve и отказались от первоначальных героев кооператива — на их место планировалось поставить всё ту же Челл и другую подопытную девушку по имени Мэл в качестве напарницы.

На стадии разработки игры, ещё одного нового персонажа — Уитли — временно озвучивал художник-аниматор Valve, Ричард Лорд. Его голос настолько понравился фанатам игры, что когда его объявили лишь временной заменой профессиональному актёру, некоторые игроки стали организованно просить Valve оставить озвучивание только Лорду. Тем не менее, актёра сменили — им стал английский комик Стивен Мерчант.

ARG-головоломка и анонс игры

До официального анонса Valve почти не давала никаких комментариев о ходе разработок Portal 2, и в новостях не было каких-либо подробностей о грядущей игре, пока 1 марта 2010 года разработчики не выпустили одно необычное обновление для первого Portal с таким описанием:

Это обновление положило начало игре в альтернативной реальности (ARG) от Valve, выполненной в виде головоломки и постепенно раскрывающей некоторые детали Portal 2. Обновление включало в Portal новый пункт в Систему достижений игры — «Передача получена». Как выяснилось, это достижение касалось радиоприёмников, встречаемых игроком в Лаборатории исследования природы порталов. Когда игроки брали радио в руки и несли с собой, в 26 разных местах игры лампочка на нём сменяла цвет с красного на зелёный, и оно ловило сигналы с закодированными посланиями. Опытные фанаты игры додумались извлечь новые аудиофайлы с этими звуками и открыть их в программе для просмотра телевидения с медленной развёрткой (способ передачи изображения с помощью радиосвязи). В результате, они обнаружили в 22-ух файлах скрытые пронумерованные изображения с логотипами Aperture Science и различными предметами — техникой, записями, клавиатурой, человеческим черепом и т. д.

Как выяснилось, цифры с найденных изображений выстраивались в преобразованный в MD5-хеш (он же содержался в посланиях Морзе), под который подбирался номер электронной доски BBS (зарегистрированный в Киркленде, штат Вашингтон, где находился первый офис Valve). Используя этот номер вместе с именем пользователя и паролем, которые так же присутствовали в посланиях Морзе, игроки смогли выйти в BBS, выполненный как терминал с названием «Aperture Laboratories GLaDOS 3.11». Там обнаружилось большое количество изображений в ASCII-формате и текстов, в которых присутствуют явные отсылки к грядущему Portal 2 и, возможно, к Half-Life 2: Episode Three.