Todo comienza en 1987 (6 años antes del primer juego) donde Jeremy Fitzgerald acaba de comenzar a trabajar como guardia de seguridad de vigilancia nocturna en el restaurante familiar de Freddy Fazbear's Pizza. Cada noche, el tipo del teléfono deja un mensaje de voz por teléfono para explicarle tanto sus funciones como partes de la historia de fondo que rodea el restaurante, revelando que los modernizados personajes animatrónicos del establecimiento poseen un software de reconocimiento facial y acceso a una base de datos criminal para proteger a los niños de posibles daños. Sin embargo, no fueron programados con un modo nocturno adecuado; cuando todo está en silencio, su programación les indica que están en la habitación equivocada, por lo que buscarán la fuente de ruido más cercana para encontrar personas a las que entretener, lo cual sería en la oficina.

 Por desgracia, su programación también les indica que no debería haber personas en el restaurante después de la medianoche, por lo que si se encuentran con Jeremy, asumirán que es un endoesqueleto sin traje e intentarán meterlo en un traje mecánico de repuesto, matándolo brutalmente en el proceso. El empleado explica que el restaurante tiene una fuente de energía ilimitada por la noche, pero no hay puertas que bloqueen el acceso a la oficina, requiriendo el uso de una cabeza portátil de Freddy Fazbear para engañar o confundir a los animatrónicos al hacerles pensar que es uno de ellos. Con el pasar de las noches, Jeremy es informado de la presencia, los patrones de movimiento y algunos antecedentes de los animatrónicos; se explica que cuatro animatrónicos antiguos se encuentran en el restaurante, siendo modernizados con la nueva tecnología, pero a medida que la empresa optó por rediseñar a los personajes, han sido guardados como piezas de repuesto.

 Durante las siguientes noches, se insinúa que algo está sucediendo durante el día, ya que el hombre en el teléfono menciona que están circulando rumores y, más tarde, que una investigación policial se está llevando a cabo sobre el restaurante. Unos minijuegos de 8-bits revelan que el restaurante ha tenido un pasado problemático, ya que fue escenario de un asesinato masivo en el que al menos cinco niños fueron asesinados, con el culpable siendo retratado como una misteriosa figura de color morado conocido como el Hombre Morado. Comenzando la quinta noche, el empleado le informa a Jeremy que el restaurante ha sido clausurado debido a un evento no especificado, asegurando que nadie puede entrar ni salir; se menciona que Jeremy puede ser promovido a la vacante del puesto de seguridad del turno diurno, y que se contactará al propietario de Fredbear's Family Diner (un antiguo restaurante familiar que es predecesor de Freddy Fazbear's Pizza) para obtener más información sobre el incidente. Completando la noche, Jeremy recibirá un cheque de pago fechado en el año 1987, estableciendo así la historia como una precuela.

 Durante la sexta noche, el hombre en el teléfono le informa a Jeremy que el restaurante ha sido cerrado por razones no reveladas, aunque menciona el robo de un "traje dorado de repuesto" y un problema de que los animatrónicos modernos no están funcionando correctamente; también revela que asumirá el cargo de guardia de seguridad nocturno cuando el restaurante vuelva a abrir. Una vez que Jeremy sobrevive la noche, será promovido al turno diurno para vigilar una fiesta de cumpleaños al día siguiente para asegurarse de que los animatrónicos no causen ningún problema. En la séptima noche, un nuevo guardia de seguridad llamado Fritz Smith es contratado debido a la promoción de Jeremy pero es despedido al finalizar su turno por alterar la configuración de los animatrónicos y mal olor.

De manera similar a su homólogo original, Five Nights at Freddy's 2 es un videojuego de supervivencia y estrategia con elementos de «point-and-click». Los jugadores actúan como el guardia de seguridad del restaurante de Freddy Fazbear's Pizza, donde deberán sobrevivir a su turno que dura desde la medianoche hasta las seis de la madrugada (aproximadamente 7 minutos y 6 segundos en tiempo real) sin ser atacados por los personajes animatrónicos del establecimiento, que deambulan de una habitación en otra. Hay múltiples animatrónicos diferentes: los antagonistas del primer juego — Freddy Fazbear, Bonnie, Chica, Foxy y Golden Freddy, denominados como Withered —, así como versiones modernizadas de los cuatro primeros, denominadas como Toy: Toy Freddy, Toy Bonnie, Toy Chica y Mangle; una marioneta conocida como "Puppet" y un animatrónico humanoide llamado "Balloon Boy"