Développé par Sega, Hatsune Miku : Project DIVA F 2nd met en scène une chanteuse virtuelle utilisant une technologie de synthèse vocale nommée Vocaloid. Ce jeu musical demande simplement de suivre la mélodie de la chanson, et d'appuyer en rythme sur les touches dont les symboles apparaissent à l'écran. Un clip entièrement chorégraphié est diffusé parallèlement en arrière-fond. Le scénario retrace l'histoire d'une apprentie chanteuse qui désire faire carrière et qui devra enchaîner les concerts avant d'accéder au rang de star. Un mode Edition permet de choisir de choisir sa propre chanson et d'en personnaliser le clip. Les contenus peuvent aussi être partagés en ligne, avec classement mondial à la clé. En outre, la Diva Room est la loge virtuelle qui offre quelques fonctionnalités pour personnaliser la chanteuse, mais aussi de point de sauvegarde. A noter d'ailleurs que le jeu propose une compatibilité Cross-Save avec la version PS Vita.

Sur le plan technique, cet épisode affiche un graphisme assez coloré, des modélisations de personnages bien réalisées, et une animation très fluide. La prise en main demeure très instinctive. Il s'agit d'une succession de QTE (actions interactives) qui demandent d'appuyer au bon moment sur le bon bouton. La difficulté évolue de manière très progressive, et la bande son comporte 40 chansons, la moitié étant inédite, le reste issues des jeux PSP inédits en Europe. Évidemment, il s'agit essentiellement de J-pop, un genre extrêmement sucré, mais des morceaux de rock et d'électro sont également présent. Bien sur, tous les doublages sont en japonais, mais Sega a ajouté les traductions anglaises des paroles. Tous les textes des menus sont d'ailleurs dans la langue de Shakespeare.