Игроку предлагается поочередно изучить уровни разной сложности, разгадать пространственные и (редко) логические задачи, найти тайники, уничтожить как можно больше монстров и выжить. Уровни представляют собой запутанные лабиринты со множеством дверей, ключей, лифтов, шахт, кнопок, секретных комнат. Вместо пола могут быть лава, кислоты разной силы, вода, ядовитые отходы. Для мгновенного переноса игрока в другое место карты используются телепорты. Некоторые участки пола способны разрушиться, другие находятся в постоянном движении «вверх-вниз», третьи открывают тайные двери с засадой. Потолки норовят опуститься, как пресс, и сдавить игрока. Кнопками открываются проходы, недоступные ранее; активируются двери, или происходит какое-нибудь иное действие. Так или иначе, игрок должен найти выход с уровня. Это может быть рубильник в комнате с надписью Exit, люк в полу, особый телепорт или монстр-босс. Пройденный или увиденный игроком путь записывается в автокарту. В игре есть восемь видов оружия.
Кулак с кастетом. Оружие ближнего боя. Кастет может быть усилен бонусом Berserk, который вдобавок ещё и восстанавливает жизнь до 100 %. Усиленный кастет остается до конца текущего уровня.
Пистолет. Базовое оружие. Имеет низкую скорострельность и малую мощность.
Дробовик. Патрон содержит семь картечин. Весьма эфективное оружие в ближнем бою, а также самое популярное оружие всех игр серии Doom.
Многоствольный пулемёт. Используются те же патроны, что и для пистолета. Высокая скорострельность.
Ракетница. Выпускает ракеты. При попадании в цель взрывается, поражая объекты в пределах небольшого радиуса.
Плазмомёт (плазмаган). Стреляет плазмой с высокой скоростью. Наносит сильные повреждения.
BFG9000. Выстреливает большой зелёный плазменный снаряд, имеющий весьма большое и достаточно необычное разрушительное действие.
Бензопила. Мощное оружие ближнего боя, эффективное против не имеющих дистанционного оружия противников, таких, как Демоны и Пропащие Души.
В лабиринте игрок может найти аптечки, патроны, оружие и различные призы: рюкзак вдвое увеличивает количество патронов, переносимое игроком; суперзаряд повышает жизнь игрока на 100 % (максимум до 200), бронежилет уменьшает ущерб от монстров, и т. д.
Геймплей основывается не на сложном и этим интересном поведении противников (в отличие от более старого Wolfenstein 3D, где программирование поведения облегчалось бедностью архитектуры), а на сложности и интерактивности (лифты, прессы, прочее оборудование) самого уровня. По сути, против игрока играет весь уровень, а не его «население». Следует также отметить, что в обеих играх существует навигационный аспект геймплея, то есть выбор направления перемещения является отдельной задачей. Уровни имеют много мест, посещать которые можно только «ради удовольствия» или хороших рейтингов в финале; даже уровни некоторых современных игр этого жанра более линейны.
В лабиринте есть большое количество секретных мест; в каждом из эпизодов есть секретный уровень.
Полное описание встречающихся в Doom противников можно найти в официальном мануале. Стоит отметить, что в Doom II набор вражеских монстров значительно расширился, пополнившись более сложными образцами.
