Trong Digimon Story: Tiến Hóa Thất Lạc, người chơi được giao nhiệm vụ khôi phục một Thế giới Kỹ thuật số tan vỡ. Một sự kiện bí ẩn đã xóa sạch dữ liệu Tiến hóa quan trọng, buộc các nhân vật chính phải hành trình qua nhiều vùng khác nhau để thu thập Mảnh Digi và khôi phục lại sự cân bằng cho môi trường.
Trò chơi có hệ thống Digi-Plate, yêu cầu thu thập và sắp xếp các mảnh ghép giống như puzzle để mở khóa các đường tiến hóa. Với hơn 100 Digimon có thể chiêu mộ, danh sách nhân vật mở rộng so với các phiên bản trước thông qua các cây công nghệ phân nhánh phức tạp.
Khám phá diễn ra trong môi trường nhìn từ trên xuống, với các trận chiến theo lượt để quản lý đội hình của bạn. Màn hình kép của Nintendo DS được sử dụng để hiển thị dữ liệu bản đồ và chỉ số chiến đấu cùng lúc.
Nổi bật với hệ thống quản lý tiến hóa dạng lưới, Digimon Story: Tiến Hóa Thất Lạc nhấn mạnh vào chiến lược lập kế hoạch hơn là cày cấp đơn thuần để đạt được các dạng Digimon cao hơn.