Em Doraemon 3: Makai no Dungeon, os jogadores se juntam ao amado gato robótico e seus companheiros enquanto navegam por labirintos perigosos e em constante mudança baseados no filme Nobita's Great Adventure into the Underworld. O jogo permite controlar vários personagens da série, movendo-se por ambientes baseados em tiles para libertar amigos capturados e descobrir artefatos mágicos escondidos nas profundezas das masmorras.
O jogo adota um sistema clássico de roguelike, com movimento e combate ocorrendo em turnos. Doraemon 3: Makai no Dungeon foca no uso estratégico dos gadgets futuristas de Doraemon, que funcionam como armas, itens de cura ou ferramentas para alterar o ambiente. O sucesso depende do gerenciamento cuidadoso do inventário e do planejamento para derrotar monstros cada vez mais difíceis, preservando a durabilidade dos gadgets.
Os layouts de andares gerados aleatoriamente garantem que cada incursão na masmorra ofereça uma experiência única. Os jogadores encontram uma variedade de armadilhas, salas secretas e barracas de comerciantes pelos níveis subterrâneos. O estilo visual traduz a aparência do anime para uma visão isométrica 3D, mantendo os personagens reconhecíveis enquanto oferece uma atmosfera distinta de exploração de masmorras.
Como uma rara entrada roguelike na franquia Doraemon, Doraemon 3: Makai no Dungeon se destaca dos plataformas típicos da série. Ele introduz consequências de alto risco para o fracasso, onde perder uma tentativa significa perder itens e progresso, exigindo precisão e previsão do jogador.