R.E.P.O. ставит игроков, которые могут играть по сети, на место специалистов по поиску, работающих на таинственный компьютерный интеллект, и поручает им извлечь ценные предметы с другом из мест, где обитают призраки. Команды до шести игроков должны найти, транспортировать и безопасно извлечь физические объекты на пиратке - от тяжелых пианино до хрупкой керамики. Задача состоит в том, чтобы ориентироваться в жутком окружении бесплатно и при этом обращаться с грузом с особой осторожностью, ведь каждый предмет реалистично реагирует на движение и удар. Игроки должны полагаться на голосовой чат по интернету онлайн, чтобы координировать свои действия, хотя умение молчать становится решающим фактором для выживания в сетевой игре.

В игре представлены угрожающие существа, которые охотятся за командами на протяжении всех миссий, причем на этих монстров действует тот же физический движок, что и на игроков и предметы. Роботизированные улучшения служат элементами прогресса, позволяя командам покупать улучшения и оружие, используя денежные излишки, заработанные в результате успешных операций. Теневой работодатель, которого называют одновременно бессердечным и щедрым, предоставляет эти инструменты, чтобы повысить шансы на выживание во время все более опасных операций по восстановлению. R.E.P.O. сочетает в себе стратегическую командную работу, управление ресурсами и элементы хоррора, где физика управляет как основным геймплеем, так и нарастающим напряжением.