Это один из тех классических ответов в зависимости от настроек. Вы компилируете приложения с помощью .NET 2.0 в Visual Studio 2008 или нацеливаетесь на более новую платформу? Хранятся ли библиотеки DLL в общем месте (например, GAC - глобальный кэш сборок) или они хранятся в папке приложения?
.NET 3.5 имеет обратную совместимость с .NET 2.0, поэтому вы можете легко ссылаться на библиотеки DLL 2.0 для приложений 3.0 или 3.5, но обратное неверно.
Если вы храните общие библиотеки DLL в GAC, у вас могут быть конфликты, но просто убедитесь, что версии DLL версий 2.0 и 3.5 имеют другую версию, и тогда вы избежите указанных конфликтов.