Au fond, l'énorme "nouveauté" d'Halo 2, et ce qui va faire du jeu une telle réussite, c'est incontestablement son multijoueur en ligne. Le service de jeu payant de Microsoft, le Xbox Live, connaît en effet un boom considérable à la sortie du jeu. Même après la sortie de la 360, Halo 2 reste le titre le plus pratiqué du Xbox Live jusqu'à la sortie de Gears of War. Lorsque Microsoft ferme l'accès au Xbox Live de sa première console le 14 avril 2010, de nombreux joueurs ont refusé d'éteindre leur machine afin de rester en ligne le plus longtemps possible ! Des dizaines d'entre eux ont ainsi continué à jouer à Halo 2 des jours entiers dans l'espoir d'être le dernier à quitter le serveur. Et c'est finalement Apache N4sir qui sera l'ultime survivant, il éteint sa console le 11 mai, signant du même coup la fin du Xbox Live première génération.

Cet attachement s'explique par la qualité des cartes multijoueurs, un gameplay extrêmement équilibré basé sur le "triangle d'or" (armes/grenades/corps-à-corps), un système de matchmaking inédit sur console ainsi qu'une interface permettant de former et d'administrer des clans. Ce tableau élogieux fut toutefois entaché par la triche, extrêmement présente sur le jeu et que de multiples mises à jour ne sont jamais parvenues à éradiquer totalement. Halo 2 fut également le premier jeu à proposer des packs de cartes multijoueurs payants, packs qui devinrent gratuits quelque temps après leur sortie initiale.