Em Digimon Story: Lost Evolution, os jogadores têm a missão de restaurar um Mundo Digital destruído. Um evento misterioso apagou dados cruciais de Digievolução, forçando os protagonistas a viajar por diversas regiões para recuperar Digi-Peças e restaurar o equilíbrio do ambiente.
O jogo apresenta o sistema Digi-Plate, que exige coletar e organizar peças semelhantes a quebra-cabeças para desbloquear caminhos de evolução. Com mais de 100 Digimons recrutáveis, o elenco expande em relação aos títulos anteriores por meio de árvores tecnológicas complexas e ramificadas.
A exploração ocorre em ambientes de visão superior, com batalhas por turnos para gerenciar seu grupo. A tela dupla do Nintendo DS é usada para exibir dados do mapa e estatísticas de combate simultaneamente.
Notável por seu gerenciamento de evolução baseado em grade, Digimon Story: Lost Evolution enfatiza o planejamento estratégico em vez da simples progressão por níveis para alcançar formas Digimon superiores.