Company of Heroes 3 переносит сражения Второй мировой войны на Средиземноморский театр. Это стратегия с боями в реальном времени: игрок командует боевыми группами и подразделениями разных фракций, используя сухопутные, воздушные и морские силы. Схватки проходят в кинематографичной манере, а окружение можно реалистично разрушать.

В бою сочетаются традиционные механики и тактические решения. Можно атаковать противника с фланга, посылать пехоту на прорыв, занимать высоты, чтобы лучше видеть расположение врага, и отрезать его армию от гарнизона. Во время сражения доступна тактическая пауза: она помогает обдумать дальнейший ход битвы и распланировать действия.

Кампания разворачивается на динамичной карте с горными перевалами, побережьем и пустынями. Тактику приходится выбирать с учётом местности: например, на равнинах полезны разведка, скрытность и укрепление обороны. Одиночная кампания, названная самой масштабной в серии, включает элементы песочницы. Игрок выступает и как генерал, управляющий ходом военных действий, и как стратег, которому нужно перехитрить противника. Для победы важно поддерживать линии снабжения и вести бои не только на суше, но и наносить удары с моря и воздуха.

В игре представлено наибольшее число альянсов в серии. Можно вызывать подкрепления из мощных подразделений — например, сражаться вместе с американскими и канадскими спецназовцами или гуркхами из Индии и других частей Британского содружества. Арсенал включает истребители, танки и разведывательные машины, немецкие боевые машины «Визель», истребители танков «Насхорн», лёгкую бронетехнику «Чаффи» и полугусеничные бронетранспортёры M3, применяемые для ремонта техники. Разрушения охватывают объекты и здания: обломки можно использовать как укрытия, а разрушения сопровождаются специальными визуальными эффектами.