Hỏa lực trên xe tăng XK2 gồm một pháo nòng trơn sản xuất trong nước 120mm/55 vớí tốc độ bắn lên tới 15 phát/phút, 1 súng máy hạng nặng 12,7mm K6, một súng máy đồng trục 7,62mm. Pháo có khả năng tự động nạp đạn, do đó kíp xe chỉ cần 3 người so với kíp xe thông thường 4 người.[4] Một trong những loại đạn đặc biệt được K2 sử dụng là KSTAM (Korean Smart Top-Attack Munition) với tầm bắn tối thiểu 2 km và tối đa lên đến 8 km. Đạn KSTAM có hệ thống dẫn đường và tránh vật cản riêng với bộ cảm ứng bức xạ, radar băng tần mm và đầu nổ EFP. Sau khi bắn ra, đạn KSTAM sẽ được ổn định với 4 cánh trên đuôi và bay thẳng đến khu vực mục tiêu đã tính toán. Khi bay gần đến mục tiêu, một chiếc dù được bung ra giúp viên đạn chuyển động chậm lại và rơi xuống. Trong quá trình đó, radar sẽ phát tín hiệu và các cảm ứng có đủ thời gian để tìm kiếm mục tiêu phía dưới. Khi xác định được mục tiêu (cố định hoặc di động), viên đạn sẽ bắt đầu nổ vào trúng "đầu" mục tiêu.