Touhou Kinjoukyou Fossilized Wonders предлагает игроку пробиваться через замысловатые узоры снарядов в классическом вертикальном скролл-шутере в жанре «буллет-хелл». Выбрав в качестве главной героини жрицу Хакурей Рейму или волшебницу Кирисаме Марису, вам предстоит столкнуться с новой аномалией, исходящей из священного святилища. Лишь немногие в мире Гэнсокё заметили первые признаки этой угрозы у подножия горы. Протагонистка, опираясь на опыт, полученный при разрешении прошлых инцидентов, отправляется исследовать заражённую зону и встретить новые вызовы.

Ключевой особенностью геймплея игры Touhou Kinjoukyou Fossilized Wonders является система экипировки и комбинирования восьми уникальных Камней Аномалии. Перед началом уровня игрок выбирает персонажа и сложность, а затем формирует свой арсенал, комбинируя эти мутационные камни. Артефакты разделены на четыре стратегические категории: основной, рассеивающий, концентрированный и вспомогательный. Правильно подобранная комбинация наделяет героиню необходимыми силами для преодоления предстоящих испытаний.

Этот 20-й проект в рамках серии Touhou Project полностью посвящён механике «буллет-хелл» шутера для одиночного прохождения. Игровой процесс строится на наборе очков и прохождении уровней со всё более сложными схемами вражеского огня. Сюжет этой увлекательной игры раскрывается по мере продвижения выбранной героини по фэнтезийному миру к непосредственному источнику аномалии. Главная задача — эффективно использовать силы подобранных артефактов, чтобы выжить в яростных перестрелках и разрешить кризис, охвативший священное святилище.