Disco Samurai погружает в киберпанк-метавселенную под названием Диско, ставшую настолько популярной, что уровень преступности в реальном мире упал на 77%. Люди предпочитают становиться виртуальными охотниками за головами, а не отбывать наказание за мелкие правонарушения. В центре повествования находится Фокс — мятежная студентка, изучающая архитектуру и изящные искусства. Лекциям она предпочитает пиксельную кровь и виртуальный вандализм, стремясь продемонстрировать миру Диско новое прочтение термина брутализм. Ее методы включают не только сражения на аренах, но и использование окружения для получения тактического преимущества, например, швыряя противников под колеса проезжающего транспорта.

Боевая система проекта полностью завязана на чувстве ритма, где каждое действие как протагониста, так и врагов синхронизировано с музыкальным сопровождением. Выживание в мире Disco Samurai напрямую зависит от способности вовремя парировать удары, уклоняться и наносить сокрушительные контратаки, выводя оппонентов из равновесия. Для тонкой настройки боевого стиля предусмотрено 14 уникальных брелоков, которые можно прикрепить к катане. Эти предметы улучшают мобильность, усиливают эффекты способностей или делают добивающие приемы более эффективными.

Сюжетный режим охватывает 7 глав, состоящих из более чем 80 созданных вручную диорам, от восточных садов до эксклюзивных ночных клубов. Помимо стандартных сражений, геймплей предлагает напряженные мотоциклетные погони, требующие отменной реакции. Противостояния с опасными боссами представляют собой эпические схватки, где успех зависит от терпения и точности. Каждый такой противник обладает сложными паттернами атак, привязанными к его уникальной музыкальной теме. После завершения уровня его можно пройти заново, загрузив в проект собственные композиции.