Super Destronaut DX ставит игрока под управление одного корабля у основания экрана, противостоящего упорядоченным волнам инопланетных судов, спускающихся строем. Геймплей состоит из горизонтального перемещения и стрельбы вверх — структуры, заимствованной из классических аркадных shoot ‘em up. Успех измеряется не только выживанием, но и непрерывным набором очков с множителями за эффективное уничтожение вражеских колонн.

Такой ориентированный на очки дизайн делает упор на соревнование, ведь результаты записываются в глобальные таблицы лидеров для сравнения. В процессе появляются различные усиления для оружия, временно меняющие наступательные возможности. Super Destronaut DX разделена на несколько отдельных режимов, предлагающих разные структуры. Доступно 30 особых испытаний, каждое с уникальной целью или набором ограничений. Помимо этих заданий, есть Классика, представляющая фундаментальные механики, Атака на время с таймером и Хардкор, изменяющий базовые правила для повышения сложности.

Данные опции предоставляют разнообразные рамки для центральной механики стрельбы и погони за лучшим счетом в таблицах лидеров. Функция локального мультиплеера поддерживает совместную сессию для двух человек на одной системе. Этот режим позволяет двум игрокам делить один дисплей, одновременно управляя собственными кораблями для совместной борьбы с вторжением. Присутствие напарника изменяет происходящее на экране, требуя координации для управления вражескими формациями и сбора доступных усилений. Оба напарника вносят вклад в отражение волн и могут работать сообща для достижения общего высокого счета, разделяя поле боя и испытание.