Stocke, seorang ejen yang berkhidmat untuk kerajaan Alistel, memperoleh akses kepada White Chronicle, sebuah relik berkuasa yang membolehkan perjalanan merentas garis masa alternatif. Pemain mesti kembali ke detik-detik penting dalam sejarah untuk mengubah peristiwa dan menghalang benua itu daripada menjadi padang pasir.
Pertempuran berlangsung di atas grid dan menumpukan pada kedudukan taktikal. Pemain boleh menolak musuh di sekitar medan perang 3x3 untuk mengumpulkan mereka bersama-sama, lalu memberikan kerosakan yang lebih besar dengan serangan area-of-effect serta membina rentetan kombo panjang melalui serangan parti yang terkoordinasi.
Kisahnya berlangsung melalui peta berasaskan nod yang menjejaki kemajuan merentasi dua realiti yang berasingan. Setiap pilihan boleh mempengaruhi sama ada watak penting hidup atau mati, mengubah keadaan politik, dan menentukan bagaimana konflik yang lebih besar akhirnya berakhir.
Radiant Historia menggabungkan sistem perjalanan masa yang rumit dengan jalan cerita politik yang berlapis. Ia juga mempamerkan Nintendo DS melalui seni wataknya yang tersendiri dan tahap kedalaman strategi yang jarang ditemui dalam permainan peranan mudah alih.