В Cosmic Cube героиня приходит в себя в необычной лаборатории, где её окружают многочисленные враждебные существа. Чтобы вырваться из подземных комплексов, ей придётся одолевать противников и монстров острым мечом, другим доступным оружием и предметами, которые могут спасти ей жизнь.

Игра предлагает пройти сюжет, разбитый на боевые сцены: на каждом уровне появляется новый враг, а для победы нужно выбирать тактику и распознавать его приёмы, чтобы уклоняться и отвечать контратаками. В классических двухмерных боях можно задействовать способности и комбинации ударов. Важно следить за состоянием девушки, иначе она рискует потерять много здоровья. На пути также встречаются препятствия, мешающие побегу.

Побеждая соперников, героиня открывает путь к следующей локации и узнаёт подробности о мире и происходящих событиях. По мере прохождения игроку раскрывается история загадочной протагонистки, наделённой разнообразными умениями и талантом к боевым искусствам.