Honkai Impact 3rd - ролевая игра с элементами хак-н-слэш, в которой игроки управляют сразу тремя героями, именуемыми Валькириями. Боевка реализована в режиме реального времени. По полю битвы можно свободно перемещаться, переключаясь на ходу между персонажами. У каждого протагониста есть свои уникальные особенности и навыки. Комбинируя их возможности, требуется искать эффективную тактику против врагов. Проект тесно связан с Genshin Impact.

Герои умеют атаковать, уклоняться и наносить ультимативные удары. Каждый персонаж в Honkai Impact 3rd настраивается в индивидуальном порядке. Можно выбирать снаряжение, назначать перки и т.п. Снаряжение носит название Стигмата. Оружие прокачивается за счет собранных ресурсов, которые подбираются с поверженных врагов. В ходе приключения игроки встретят множество харизматичных персонажей, посетят уникальные города и вступят в схватку с могущественными монстрами. История включает основные и второстепенные задания.

Одиночная игра представлена сюжетной кампанией, состоящей из нескольких этапов. Во время прохождения предстоит наблюдать множество катсцен, рассказывающих историю различных персонажей. Также представлен режим Хроники. Для исследования доступен огромный открытый мир, который можно свободно исследовать. Многопользовательский режим включает в себя Бездну и Мемориальную арену.