Игра является HD-ремейком оригинала 2002 года и была создана на обновленной версии движка Serious Engine 3. Этот же движок, но с дальнейшими доработками, позже использовался в Serious Sam 3: BFE.
При разработке ремейка студия Croteam активно прислушивалась к отзывам фанатского сообщества. Многие улучшения и изменения в инструментарии движка были сделаны на основе предложений от игроков.
В арсенал Сэма были добавлены три новых вида оружия, которых не было в The First Encounter: бензопила, огнемет и снайперская винтовка.
В HD-версии были добавлены новые режимы многопользовательской игры, такие как "Выживание" (Survival) и "Охота на зверей" (Beast Hunt), а также кооперативный режим "Coin-Op".
Разработчики не просто воссоздали старые уровни, но и добавили в них более 15 новых секретов вдобавок к уже существующим 130+.
В отличие от египетской тематики первой части, The Second Encounter переносит игрока в три совершенно разные локации: Южную Америку (цивилизация Майя), древнюю Месопотамию (Вавилон) и средневековую Европу.