Touhou: Fearless Frogslayer начинается с обнаружения Cirno объявления у своего дома, что отправляет ее в путешествие по Туманному озеру. Этим приключением движет контракт с загадочной личностью. Главная цель героини — постичь тайны новой, совершенно неизвестной ей формы Льда. Вместе с подругой Daiyousei, Cirno отправляется выполнять свою часть соглашения, изучая эту странную субстанцию, потенциально более мощную, чем ее собственные чары.

В ходе путешествия в Touhou: Fearless Frogslayer Cirno встречает множество знакомых обитателей. Сюжет подается посредством многочисленных кат-сцен, использующих внутриигровые анимации, эмоции и движения для раскрытия истории. Такой подход создает динамичное взаимодействие с различными персонажами, встреченными в походе. История проекта раскрывается по мере общения Cirno и Daiyousei с другими героями, развивая основную сюжетную линию через прямые диалоги.

Боевая система игры строится на пошаговых сражениях с земноводными противниками и включает несколько отличительных механик. Cirno получает доступ к арсеналу из 5 разных заклинаний для уничтожения врагов. Своевременная реакция на уникальные анимации подготовки оппонентов позволяет геймеру ловко уклоняться от большинства атак. Активация Ледяного режима временно усиливает одну из способностей, превращая ее в совершенно другой тип нападения. Остаточная магия также позволяет накопить до 6 сосулек для усиления физических ударов, а в журнал заносятся данные о всех побежденных лягушках.