Dead Space 3 продолжает трилогию хоррор-шутеров с элементами выживания. Айзек Кларк и Джон Карвер отправляются в космос, чтобы выяснить, откуда появились некроморфы, и остановить инопланетную угрозу.

К третьей части серии впервые добавили кооператив: к Айзеку присоединяется сержант Карвер. Играть вдвоём и проходить игру одному — заметно разный опыт. В совместном режиме двум игрокам нужно постоянно взаимодействовать; в нём также изменены некоторые сюжетные моменты и доступны побочные задания, которых нет в одиночном прохождении.

Опасность представляют не только смертоносные монстры, ставшие сильнее и умнее, но и сама планета Тау Волантис. Это ледяной мир с обширными горными грядами. На пути к цели Айзеку и Джону придётся спасаться от лавин, подниматься на обледенелые вершины и сражаться с новым противником — солдатами Юнитологов.

Изменения затронули систему крафта и бестиарий: теперь можно создавать новые предметы и оружие, а среди некроморфов появились новые виды. Чтобы победить этих существ, героям потребуется разработать и использовать новую боевую стратегию.