Tokyo Underground Killer описывает деятельность Кобаяши, наемника по прозвищу Вампир Синдзюку, работающего в преступном подполье мегаполиса. Персонаж берется за контракты по ликвидации опасных маньяков, применяя меч, уникальные умения и мощное вооружение. Ключевая задача — остановить вторжение жестокой группировки Флэтлайнеры. Основа боевой системы завязана на управлении энергией крови, питающей мистические навыки и силы убийцы во время напряженных схваток.

Беспощадные сражения от первого лица в Tokyo Underground Killer сосредоточены на маневрах с катаной для нанесения рубящих, колющих и парирующих ударов по ордам монстров, созданных по мотивам японской демонологии. Набор из 10 различных кровавых навыков предоставляет тактические возможности для одоления сложных противников. После успешного боя поглощение крови поверженных врагов восполняет как здоровье, так и энергию для применения этих умений. Подобные жестокие столкновения происходят в сюрреалистичных, залитых неоном версиях реальных районов, таких как Синдзюку, Акихабара и Сибуя.

В перерывах между заданиями игрок может обустраивать личную квартиру в Синдзюку, приобретая для нее декорации. Центральный городской хаб также открывает доступ к различным мини-играм для отвлечения от основной сюжетной линии. Такое времяпрепровождение предваряет прокачку протагониста, реализованную через древо умений. Весь игровой процесс построен на том, чтобы делать Кобаяши сильнее для будущих контрактов, открывая новые способности для борьбы с городскими угрозами.