A játékmód teljesen elkülönül a szólista módtól, de megtartja annak játékmenetét, tehát itt is körökre osztva kell felülkerekednünk az ellenfélen. A meccs kezdetén mindkét játékos először azt a feladatot kapja, hogy állítsa fel a csapásmérő egységét, és hajtsa végre annak fejlesztéseit, amire összesen tízezer pont áll a rendelkezésre, majd ha ez megvan, 90 másodperc gondolkodási idő után meg kell hozni az első lépést.

A két főt támogató multiplayer módban az egyik játékos a földi egységekkel igyekszik megvédeni szülőbolygóját, míg a másik játékos az idegen faj katonáit dirigálva próbál győzelmet szerezni.

„Az XCOM-széria fennállása során a játékosok mindig az emberiség utolsó bástyájaként álltak az idegen fenyegetés előtt. Az XCOM: Enemy Unknown multiplayer módjával azonban végre lehetőség nyílik arra, hogy az földönkívülieket irányítva pusztítsunk, vagy éppen ellenük védekezzünk.” -- Jake Solomon, a játék vezető fejlesztője.