Varianty s dodatočnými obmedzeniami si ponechávajú známu mriežku 9x9, ale na štandardné požiadavky riadkov, stĺpcov a blokov navrstvia ďalšie pravidlá. Tieto pravidlá obmedzujú, kam môžu číslice ísť, a vytvárajú hlavolamy, ktoré pôsobia povedome, no zreteľne inak. Paradoxne, viac obmedzení niekedy môže hlavolam uľahčiť: je viac spôsobov, ako vyradiť kandidátov.
Najpriamočiarejší variant pridáva jedno pravidlo: obe hlavné uhlopriečky mriežky musia tiež obsahovať číslice 1 až 9 práve raz. Mriežka je často označená X, aby uhlopriečky zvýraznila. Tento jediný dodatok vytvára nové cesty odvodzovania, najmä pri políčkach na priesečníku uhlopriečky s riadkom, stĺpcom a blokom.
Diagonálne sudoku je odporúčaný prvý variant pre riešiteľov, ktorým ide klasické sudoku.
Hyper sudoku pridáva do mriežky štyri extra oblasti 3x3, zvýraznené kontrastnou farbou. Tieto oblasti sa prekrývajú so štandardnými blokmi a vytvárajú ďalšie obmedzenia. Každá zvýraznená oblasť musí obsahovať číslice 1 až 9, rovnako ako riadky, stĺpce a bloky. Prekrývajúce sa obmedzenia uľahčujú riešenie mnohých políčok, takže hyper sudoku často začína s menším počtom zadaných číslic.
Jigsaw sudoku nahrádza deväť blokov 3x3 deviatimi nepravidelne tvarovanými oblasťami. Každý riadok a stĺpec stále musí obsahovať 1 až 9 a rovnako aj každá nepravidelná oblasť. Neštandardné tvary rozbíjajú známe vzory a nútia ťa premýšľať inak o tom, ktoré políčka spolu súvisia. Jigsaw hlavolamy sú vizuálne pôsobivé a pre skúsených riešiteľov prekvapivo osviežujúce.
Windoku je podobné hyper sudoku, ale štyri extra oblasti umiestňuje na pozície pripomínajúce okenné tabule — rovnomerne rozmiestnené v mriežke. Rovnako ako pri hyper sudoku musí každá oblasť okna obsahovať 1 až 9. Konkrétne umiestnenie vytvára jedinečné interakcie obmedzení, ktoré sa od hyper sudoku líšia napriek podobnému konceptu.
Anti-Knight sudoku pridáva obmedzenie inšpirované šachom: žiadne dve políčka vzdialené o ťah koňa (v tvare L) nemôžu obsahovať rovnakú číslicu. Toto pravidlo platí v celej mriežke, nielen v rámci oblastí. Vytvára sieť obmedzení, ktorú je ťažké si predstaviť, ale je silná pri eliminácii. Anti-Knight hlavolamy si vyžadujú starostlivé priestorové uvažovanie.
Anti-King sudoku bráni objaveniu sa rovnakých číslic v uhlopriečne susediacich políčkach. Keďže každé políčko má až štyroch uhlopriečnych susedov, toto obmedzenie má široký dosah a často umožňuje, aby hlavolamy začínali s veľmi málo zadanými číslami. V kombinácii so štandardnými pravidlami vytvára obmedzenie Anti-King husté logické prepojenia naprieč mriežkou.
Mnohí tvorcovia hlavolamov kombinujú viacero obmedzení — napríklad diagonálne anti-knight sudoku alebo hyper jigsaw sudoku. Tieto hybridné varianty patria medzi najnáročnejšie sudoku hlavolamy, aké existujú, a vyžadujú od riešiteľov, aby žonglovali s viacerými systémami obmedzení naraz.