Gunner-chan! — это динамичный 2.5D roguelike-шутер с видом сверху, действие которого происходит на захваченной мятежными роботами базе. Каждая новая попытка в этой игре предлагает уникальную, случайно генерируемую карту, что требует от игрока постоянной адаптации тактики. На локациях можно находить разнообразное оружие, и успех во многом зависит от умения использовать сильные стороны каждого ствола.

Боезапас для огнестрельного оружия в Gunner-chan! ограничен и не пополняется, что превращает управление ресурсами в ключевую игровую механику. В крайнем случае, для ближнего боя можно использовать лучевой нож. Особенностью игры является система автоматического наведения оружия на ближайшего врага в радиусе действия, что отличает её от классических твин-стик шутеров. Важнейшим приёмом для выживания является рывок, который на мгновение делает персонажа неуязвимым и позволяет уворачиваться от атак и быстро менять позицию.

Поверженные роботы с определённым шансом оставляют после себя предметы экипировки, которые временно усиливают различные характеристики протагониста. Кроме того, игроки собирают внутриигровую валюту для покупки дополнительного вооружения и полезных предметов в магазине. После первой победы над боссом открывается специальный режим тренировки для отработки стратегий против него. В игре также присутствуют постоянные открываемые улучшения, которые сохраняются между попытками на лёгком и нормальном уровне сложности. На экспертной сложности все переносимые между заходами элементы отключены, что делает прохождение максимально сложным.