Пройдя почти все тесты, Челл встречается лицом к лицу с новым хозяином комплекса. Картофелина с GLaDOS помещается в пульт управления, а сама девушка берет на себя открытую борьбу с суперкомпьютером. Уитли решает не повторять ошибок GLaDOS и поэтому удаляет с поля боя все поверхности, на которых возможно открытие порталов. Однако он забывает о трубах, которые взрываются от его же бомб и заливают комнату разноцветными гелями. Поочерёдно добавляя в Уитли бракованные модули, Челл вызывает в нём критическую ошибку, которая даёт возможность произвести обратную замену Уитли на GLaDOS, однако, отброшенная взрывом заминированной «кнопки принятия решения», она теряет возможность окончательно расправиться с врагом. Неожиданно где-то над Уитли обрушивается часть крыши, и становится видна Луна в ночном небе. Вспомнив, что «преобразующий гель» делался из перемолотой лунной породы, героиня из последних сил выстреливает порталом в Луну, и Уитли вместе с Челл затягивает в космос. GLaDOS спасает девушку, заодно отсоединив Уитли. Когда Челл приходит в сознание, перед ней стоят роботы для кооперативных испытаний.
Вновь взяв под свой контроль лабораторию, GLaDOS наводит тут порядок и благодарит Челл за помощь и называет её своей подругой, после она удаляет из своей памяти личность Кэролайн и говорит, что Челл приносит одни неприятности и что проще её отпустить, чем пытаться её убить. Постепенно поднимаясь на лифте всё выше, Челл видит турели, исполняющие в её честь песню. В финале Челл оказывается посреди пшеничного поля, дверь за её спиной захлопывается. Через мгновение вслед за ней за дверь выбрасывается потрёпанный Куб-компаньон.