Trong Digimon World Dusk, người chơi vào vai một thành viên của đội Night Crow, khám phá Thế giới Kỹ thuật số bị hỏng hóc nơi dữ liệu đã biến mất một cách bí ẩn. Nhiệm vụ của họ là điều tra nguyên nhân của sự xáo trộn này và khôi phục lại sự cân bằng cho các khu vực Ánh sáng và Bóng tối.
Với hơn 300 Digimon độc đáo để chiêu mộ và tiến hóa, trò chơi sử dụng hệ thống chiến đấu theo lượt nhấn mạnh vào vị trí chiến thuật và thuộc tính nguyên tố. Thành công trong chiến đấu phụ thuộc vào việc khai thác các yếu tố này trước những kẻ thù kỹ thuật số ngày càng mạnh mẽ.
Người chơi có thể quản lý một Trang trại Digi để huấn luyện và nuôi dưỡng Digimon của mình, mở khóa các kỹ năng mới thông qua các chế độ chăm sóc cụ thể. Các tính năng trực tuyến cho phép trao đổi và chiến đấu cạnh tranh giữa những người sở hữu cả Digimon World Dusk và phiên bản đối tác của nó, Digimon World Dawn.