Hatsune Miku: Project DIVA F 2nd — это ритм-игра, являющаяся прямым продолжением Hatsune Miku: Project DIVA F. Игра будет иметь тот же стиль игры, что и ее предшественница, но с новыми песнями, возвращенными песнями из предыдущих игр и модули персонажей. Новые внутриигровые механизмы, оригинальные для игры, включают скользящие заметки на сенсорном экране и двойные царапины. В комнате DIVA также есть различные мини-игры, в которые можно играть, в том числе игра в хлопки. Еще одним новым дополнением к Project DIVA F 2nd по сравнению с предыдущей игрой является возможность смены скинов для режима ритм-игры, где декоративные скины можно загрузить в виде DLC. В игре реализована поддержка перекрестного сохранения между системами PS Vita и PS3.