Trois années après le « sauvetage » de Cocoon et le sacrifice de Vanille et Fang, les survivants ont reconstruit leur vie sur Gran Pulse. Lightning, quant à elle, a mystérieusement disparu. Ses amis sont d'ailleurs persuadés qu'elle n'est jamais revenue de leur combat final face à Orphan. Serah, convaincue que sa sœur est toujours en vie, demande à Snow de partir à sa recherche. Elle se retrouve seule à mener une vie morose dans le village de Neo Bodhum. Une nuit, des monstres passent à l'attaque. Serah fait alors la connaissance d'un jeune homme, Noël, disant être envoyé du futur par Lightning afin d'accomplir une mission importante. Après avoir préservé le village de ses assaillants, les deux jeunes aventuriers s’engagent dans un long voyage à travers les époques afin de sauver le monde du chaos. Et pourquoi Serah n’en profiterait-elle pas pour retrouver sa sœur ?

C'est le 18 janvier 2011 que Square Enix lève le voile sur la seconde suite directe d'un épisode numéroté, sobrement nommée Final Fantasy XIII-2. C’est à l'occasion d'une conférence exceptionnelle dédiée au premier département de production de Square Enix que le développement cette nouvelle aventure, longtemps évoqué par d’insistantes rumeurs, a été officialisé. Yoshinori Kitase avait laissé entendre qu'une suite serait réalisée si les fans la réclamaient. Le terrain avait été soigneusement préparé par Final Fantasy XIII Épisode i, une nouvelle de transition relatant les événements se déroulant juste après la fin du jeu et parue en décembre 2010. Final Fantasy XIII-2 rassemble toute l'équipe créative à l’œuvre pour le premier jeu. Ayant pris conscience des critiques acerbes reçues par Final Fantasy XIII, Yoshinori Kitase et Motomu Toriyama (respectivement producteur et réalisateur du titre) ont affirmé leur ambition d’écouter les retours des joueurs pour proposer une suite en adéquation avec leurs attentes.

La plupart des personnages de Final Fantasy XIII sont présents dans cette suite. Tous ne sont pas jouables, mais certains peuvent rejoindre l'équipe en tant qu’invités. De nouveaux protagonistes viennent évidemment se greffer à l'histoire. Le joueur fait ainsi la connaissance de Noël, second personnage principal du titre, le dernier survivant de Gran Pulse. Il rencontre également Mog, qui accompagne les deux héros tout au long de leur aventure pour leur prodiguer de nombreux conseils et dénicher quelques trésors. Tous affronteront un nouvel antagoniste, Caius Ballad, qui figure d'ailleurs aux côtés de Lightning sur l’illustration réalisée par Yoshitaka Amano pour le logo du jeu. 

Plus riche, plus ouvert, plus varié : Final Fantasy XIII-2 offre de nouvelles perspectives pour les joueurs en attente de liberté. Le gameplay en lui-même a également connu un lifting impressionnant. Les deux personnages sont désormais jouables : il est possible de passer de l'un à l'autre aux grés des besoins ou des envies. Le système de Stratégies est toujours présent, mais cette fois poussé dans ses retranchements. Les animations sont accélérées, conférant aux combats un tempo bien plus rapide que dans le premier titre déjà très dynamique. La capture de monstres, autre nouveauté de cet épisode, permet de déployer les bestioles recrutées en guise de troisième combattant de l'équipe. Chacun dispose de ses propres compétences, et peut être fusionné avec un autre familier pour donner naissance à une autre créature plus puissante. À ces efforts de diversification s’ajoutent quelques mini-jeux et quêtes annexes bienvenus : une chasse aux trésors, des courses de Chocobos dans un environnement inspiré du Gold Saucer et les énigmes des dédales du temps.

Final Fantasy XIII-2 est est sorti le 15 décembre 2011 au Japon, et le 3 février 2012 en Europe, sur Playstation 3 et Xbox 360. De nombreux DLC payants (des tenues ou des scénarios supplémentaires) ont par la suite été proposés aux joueurs, donnant un aperçu de la nouvelle politique de Square Enix en matière de contenus téléchargeables confortée à l'occasion de la sortie de Lightning Returns.