Le BMP-2 se distingue de son prédécesseur par sa tourelle biplace accueillant le chef de char et le tireur. Le premier peut ainsi plus efficacement observer le terrain et désigner les cibles que lorsqu'il était installé derrière le pilote. Inutilement puissant, le tube de 73 mm est remplacé par une pièce automatique de 30 mm 2A42 stabilisée afin d'améliorer la précision.

Certes, ces minutions ne mettent plus en danger les chars d'assaut ennemis, mais elles sont bien plus polyvalentes et en définitive plus efficaces. Déjà, le système de stabilisation autorise des tirs, en théorie, jusqu'à 35 km/h avec de bonnes chances de toucher l'objectif. En outre, le canon 2A42 affiche une cadence de tir comprise entre 200 à 300 coups par minute en basse cadence et 500 coups par minute en haute cadence. Il utilise des munitions explosives avec traceur ou incendiaires pour les cibles molles. Contre les cibles blindées, le BMP-2 dispose d'une munition perforante capable de percer 15 mm de blindage à 1500 m sous une incidence de 60°. Une autre munition à pointe en tungstène est même capable de percer 45 mm à 2000 m, mettant en danger un grand nombre de matériels occidentaux. La dotation s'élève à 160 perforants et 340 explosifs. Elles sont placées dans deux magasins situés à l'arrière du plancher de la tourelle.

La pièce de 30 mm peut être servi soit par le chef de char soit par le tireur. Sa portée efficace est de 1500 m contre les blindés et 2500 m contre les cibles molles. Cette fois, le tube de 30 mm peut prendre à partie tous les objectifs situés dans son arc frontal du fait du déplacement du projecteur infrarouge de la caisse vers le tourelleau. Un projecteur supplémentaire en lumière blanche et en infrarouge est positionné à droite du tireur. L'arme peut également être utilisée contre les appareils volant à faible vitesse, comme des hélicoptères. Ainsi, pour poursuivre son objectif, la tourelle peut pivoter sur 360° en 10,28 secondes et pointer à un angle de 74° en 12,33 secondes. La portée efficace est alors de 3000 m. Cette élévation permet également au BMP-2 d'attaquer des assaillants postés sur des hauteurs et de se montrer efficace aussi bien en milieu urbain qu'en terrain montagneux.

Polyvalent, facile à utiliser, le canon 2A42 n'est pourtant pas exempt de défauts, comme un temps de rechargement des deux plateaux qui peut prendre jusqu'à deux heures. Par ailleurs, le dégagement de fumée et de gaz est trop important, empêchant d'ouvrir le feu à la cadence maximale ou de tirer de longues rafales, car l'évacuateur de la tourelle ne parvient pas à purifier l'atmosphère assez rapidement. De manière habituelle, une mitrailleuse PKT de 7,62 mm est placée en position coaxiale au tube de 30 mm. Comme sur les dernières versions du BMP-1, le BMP-2 se voit donc doté de lanceurs capables de tirer les mêmes missiles antichars, augmentant d'autant la portée pratique et la précision. Toutefois, le rechargement nécessite l'ouverture de la trappe de tourelle du chef de char.