तेनचू: डार्क सीक्रेट में, खिलाड़ी रिकिमारू और अयामे, अज़ुमा निंजा कबीले के महान शिनोबी, की भूमिका निभाते हैं। गोहदा स्वामी के आदेश पर, वे दुश्मन के किलों में घुसपैठ करते हैं ताकि खतरनाक हथियारों के निर्माण से जुड़ी एक साजिश का पर्दाफाश कर सकें, और पकड़े जाने से बचने के लिए छिपकर चलने और सटीक गति पर निर्भर रहते हैं।
तेनचू: डार्क सीक्रेट का मुख्य गेमप्ले सीधी लड़ाई के बजाय सामरिक छिपकर चलने को प्राथमिकता देता है। खिलाड़ी दुश्मन के गश्ती मार्गों का अध्ययन करते हैं, छिपने के लिए छाया का उपयोग करते हैं, और चुपचाप गार्डों को खत्म करने के लिए तत्काल घातक प्रहार करते हैं। एक नई क्राफ्टिंग प्रणाली खिलाड़ियों को एकत्रित सामग्रियों को मिलाकर अद्वितीय वस्तुएं बनाने की अनुमति देती है, जिससे कठिन मिशनों के लिए उनके उपकरणों का विस्तार होता है।
तेनचू: डार्क सीक्रेट एक प्रक्रियात्मक मिशन प्रणाली का उपयोग करता है जो दुश्मन की स्थिति और मानचित्र लेआउट को बदलता है, जिससे पुन: खेलने की क्षमता बढ़ जाती है। निन्टेंडो डीएस की दोहरी-स्क्रीन इंटरफ़ेस मानचित्र डेटा और इन्वेंट्री प्रबंधन को एक साथ प्रदर्शित करती है, जिससे गेमप्ले को बाधित किए बिना उपकरणों तक त्वरित पहुंच संभव होती है।
हैंडहेल्ड एंट्री के रूप में जो श्रृंखला की प्रतिष्ठित स्टील्थ मैकेनिक्स को डीएस पर लाती है, तेनचू: डार्क सीक्रेट में एक स्तर संपादक शामिल है। यह सुविधा खिलाड़ियों को कस्टम मिशन डिज़ाइन करने की अनुमति देती है, जो उन्हें जटिल लेआउट बनाने की चुनौती देती है जो स्टील्थ इंजन की सीमाओं का परीक्षण करते हैं।