Эта игра представляет собой вертикальную стрелялку данмаку, в которой два персонажа участвуют в игровом процессе данмаку в отдельных и отдельных игровых зонах (также называемых разделенным экраном). При выполнении определенных условий игроки могут использовать различные атаки заклинаниями для своих противников, пытаясь свести на нет их оставшиеся очки здоровья. В режиме истории игрок столкнется с девятью противниками, каждый из которых более способный, чем предыдущий. В Phantasmagoria of Dim.Dream также есть режим Match Play Mode, в котором игрок может сразиться с противниками ИИ или соревноваться с другими игроками, а также смотреть матчи ИИ против ИИ.