Да, это возможно, если вы немного подправите cocos2d, чтобы он мог управлять несколькими EAGLViews (пока есть только один eaglview).
[править] Управление несколькими представлениями opengl - не единственный метод (это так)4 в документе ниже).
Flower Garden (игра appstore) объединяет слои uikit и opengl (это не сделано с cocos2d, но это ничего не меняет в проблеме, это EAGLViews поверх UIKit).Они опубликовали отличную презентацию здесь:
http://gamesfromwithin.com/wp-content/uploads/2010/03/GDC10_uikit_opengl.pdf