Phần mềm hệ thống của New Nintendo 2DS XL giống với phần mềm của New Nintendo 3DS, tương thích với tất cả các trò chơi được phát hành cho 3DS (chỉ ở chế độ hai chiều), DS (ngoại trừ những trò chơi yêu cầu băng Game Boy Advance) và New Nintendo 3DS (chẳng hạn như Xenoblade Chronicles 3D và Fire Emblem Warriors), đồng thời cung cấp các tính năng trực tuyến như Nintendo Network để có thể chơi được cùng lúc nhiều người và trực tuyến, Nintendo eShop dùng để tải xuống và mua trò chơi tương tự như SpotPass và StreetPass.[7]