В DEATHLOOP Кольт оказывается в петле времени и должен убить восемь целей. С заходом солнца день обнуляется, но новые циклы позволяют искать другие способы выполнить задачу: герой получает оружие и способности, а знание будущих событий помогает подготовиться к ним. Чтобы понять природу временной петли и вырваться из неё, придётся снова и снова менять свои действия.

К врагам можно подкрадываться в темноте и незаметно перемещаться между укрытиями или вступать в открытый бой, используя ружьё и взрывные способности. Оба стиля пригодятся для исследования секретов: повторяющиеся циклы дают простор для экспериментов.

Пока Кольт охотится на цели, за ним сама ведёт охоту Джулиана. Она часто появляется в неудобный момент и осложняет прохождение; кроме того, её роль может достаться реальному игроку. События разворачиваются в ярком мире, оформленном в духе ретрофутуризма 1960-х. Кольт проживает один и тот же день десятки раз, пытаясь что-то изменить, и разыскивает многочисленные тайны, возможности раскрытия которых почти безграничны.