A la différence de Starwing, dont le déroulement par niveaux successifs suit des couloirs prédéfinis et imposés au joueur, Starfox 2 laisse une plus grande liberté au joueur, tant sur le déroulement général que sur les phases de jeu en 3D libre.
Tout d'abord, la carte du système solaire est plus qu'un itinéraire prédéfini, mais réellement un plan de bataille dans lequel le joueur peut se déplacer n'importe où afin de libérer les planètes colonisées par Andross, détruire les missiles fonçant sur la planète Corneria, ou se ressourcer dans le Vaisseau Mère. Le seul allié de l'équipe sera le poste de défense de l'armée de Corneria, pouvant éventuellement détruire des ennemis ou des missiles.
Suivant les obstacles rencontrés, le joueur devra faire face à des défis très variés :
- En attaquant un cuirassé ennemi, le déroulement de la mission suivra un couloir, à l'image des niveaux de Starwing, et se termine par la destruction du réacteur du vaisseau.
- En partant à la rencontre de groupes d'ennemis ou de membres de l'équipe Star Wolf, il faudra détruire tous les adversaires avant qu'ils ne s'échappent, dans une phase en 3D libre.
- En se dirigeant vers une planète, il faudra y détruire une base d'Andross. La partie extérieure demandera de déverrouiller les accès à la base ; et à l'intérieur de cette dernière, il faudra détruire un générateur. Cette phase de jeu au sol en 3D libre permet de passer en mode "Walker" : les ailes de l'Arwing se replient et deviennent des pattes, permettant de se déplacer à vitesse plus réduite et plus librement qu'en Arwing.
Des boss peuvent intervenir en cours de partie et ont pour mission de détruire la planète Corneria. Ils apparaissent sur la carte, et le joueur devra les affronter obligatoirement.
A la différence des troupes d'ennemis, les membres de l'équipe Star Wolf interviennent chacun séparément, et à des zones stratégiques. Ils n'ont pas pour but de détruire Corneria, mais suivent les déplacements du joueur.
A noter que la bataille spatiale continue pendant que le joueur est engagé dans une phase de jeu. Ainsi, les troupes d'ennemis ou croiseurs qui ne sont pas engagés dans une bataille avec l'équipe Starfox continuent d'avancer vers la planète Corneria.