Cave Story: Doukutsu Monogatari использует стандартную сюжетную завязку с амнезией. Протагонист приходит в себя и ничего не помнит. Вскоре он понимает, что оказался в системе пещерных туннелей. Герой также сталкиваются со странными местными жителями, которых преследует некий Доктор. Главный персонаж пытается узнать правду о своем прошлом и выбраться на поверхность. У истории несколько концовок.

В игре "История Пещеры" разнообразные локации. Помимо самих пещер здесь есть город, лаборатория, деревня и другие места. Поскольку проект является метроидванией, то эти зоны связаны между собой. Сохраняться в этом нелинейном платформере можно на контрольных точках. Пиксельная графика в инди-проекте стилизована под аниме. Камера расположена сбоку. Следует отметить, что данный релиз содержит в себе оригинальный тайтл, что выходил в 2004 году, а не его более поздний ремейк.

Геймплей предлагает сражаться с обычными противниками и боссами, решать джампинг-пазлы, исследовать местность и находить предметы, что позволяют попасть в ранее недоступные места. По мере прохождения надо собирать кристаллы опыта. Они прокачивают текущее оружие в руках героя. Можно переключать пушки и улучшать каждый ствол до 3 раз. Если персонаж будет получать урон, то его экипировка начнет терять экспу вместе с полученными уровнями. Тогда придется повторно всё апгрейдить. Также на локациях встречаются специальные вещи, что позволяют увеличить полоску здоровья протагониста.