Eine Fahrt auf der 24,3 Kilometer langen Strecke der rot gekennzeichneten U 2 dauert 43 Minuten. Daraus ergibt sich laut Hochbahn eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 33,9 Kilometern pro Stunde. Die U 2 gilt als "Durchmesserlinie", das heißt, sie führt vom Nordwesten der Stadt einmal an die östliche Grenze im Stadtteil Billstedt. Im Gegensatz zu den anderen Linien der Hamburger U-Bahn, verläuft die Strecke der U 2 überwiegend unterirdisch. 22 der insgesamt 25 Bahnhöfe liegen im Tunnel.

Die aktuelle Linienführung der U 2 gilt seit 29. Juni 2009. Davor führte sie von Niendorf kommend ab der Haltestelle Berliner Tor über die Ringstrecke Richtung Barmbek und dann weiter nach Wandsbek-Gartenstadt, bis Anfang der 1970er-Jahre sogar noch weiter bis nach Farmsen. Jetzt wird die vorher von der U 3 befahrene Strecke über Billstedt nach Mümmelmannsberg bedient.

Der erste Streckenabschnitt wurde am 21. Oktober 1913 eröffnet - zwischen Schlump und Emilienstraße. Am 29. September 1990 kam der Abschnitt Merkenstraße bis Mümmelmannsberg hinzu, 1991 dann die Strecke Niendorf Markt bis Niendorf Nord.