En Tenchu: Dark Secret, los jugadores se ponen en la piel de Rikimaru y Ayame, los legendarios shinobi del Clan Ninja Azuma. Bajo las órdenes del Señor Gohda, se infiltran en fortalezas enemigas para desentrañar una conspiración que involucra la creación de armas peligrosas, confiando en el sigilo y el movimiento preciso para evitar ser detectados.
El juego principal de Tenchu: Dark Secret prioriza el sigilo táctico sobre el combate directo. Los jugadores estudian las rutas de patrulla enemigas, usan las sombras para permanecer ocultos y ejecutan golpes mortales instantáneos para eliminar guardias silenciosamente. Un nuevo sistema de creación permite combinar materiales recolectados para forjar objetos únicos, ampliando su arsenal para misiones cada vez más difíciles.
Tenchu: Dark Secret emplea un sistema de misiones procedural que varía las posiciones enemigas y los diseños de los mapas, aumentando la rejugabilidad. La interfaz de doble pantalla de Nintendo DS muestra simultáneamente datos del mapa y gestión de inventario, permitiendo acceso rápido al equipo sin interrumpir el juego.
Como título portátil que trae las mecánicas de sigilo características de la serie a la DS, Tenchu: Dark Secret incluye un editor de niveles. Esta función permite a los jugadores diseñar misiones personalizadas, desafiándolos a crear diseños intrincados que pongan a prueba los límites del motor de sigilo.