Разработка Half-Life 2: Episode Two началась ещё во время создания первого эпизода. Valve выделило две команды разработчиков — одну для Episode One во главе с Робином Волкером, другую для Episode Two, возглавляемую Дэвидом Спейрером. Одновременное создание двух игр позволило более гибко подходить к сюжетной линии, объединяющей всю трилогию эпизодов; кроме того, обе команды смогли быстрее разрешать технические проблемы, возникающие в работе над обеими эпизодами (в особенности те проблемы, которые касались портирования игр на приставки).
Первоначально Valve наметили его релиз на конец 2006 года, но впоследствии эта дата была перенесена множество раз, как и в случае с первым эпизодом. В результате Episode Two вышел 10 октября 2007 года, хотя разработчики планировали завершить всю трилогию эпизодов уже к Рождеству 2007. Тем не менее, задержка между Episode One и Episode Two оказалась меньше, чем задержка между оригинальным Half-Life 2 и Episode One.
Изначально Episode Two по длительности был примерно равен первому эпизоду, однако в процессе разработки увеличился.
За время разработки Valve выпустила несколько видеороликов к Episode Two: обновлённый тизер, трейлер, а также пять роликов, демонстрирующих геймплей Episode Two. Многие элементы игры, продемонстрированные в них, изменились к финальной версии второго эпизода:
Как видно в первом тизере, первоначально Аликс получала серьёзные ранения не от нападения охотника, а сорвавшись с полуразрушенного железнодорожного моста. Разработчики изменили этот сюжетный ход, поскольку тестеры терялись во время этой сцены, не зная, что делать; кроме того, Valve нужно было сделать первую встречу с охотником как можно более эффектной.
В трейлере Episode Two, когда Аликс лежит без сознания, G-man говорит ей другую фразу, которой в финальной версии игры не было: «Вы не должны здесь находиться. Забудьте обо всём этом» (эта фраза G-man’а появилась ещё во время создания Half-Life 2, откуда тоже была вырезана).
В последнем, пятом демо-ролике, показывающим финальную битву в Белой Роще, видно, что войск Альянса, штурмующих базу Сопротивления, ранее было гораздо больше: помимо страйдеров и охотников, против игрока выступали разного вида солдаты и штурмовики.