Super Meat Boy 3D превращает классический платформенный вызов в трехмерное испытание реакции. Здесь касание циркулярной пилы, промышленного шредера или горящего леса сразу убивает героя. Полосы здоровья нет: после гибели персонаж мгновенно появляется в начале локации, и прохождение складывается из повторных попыток. Закончив этап, игра одновременно показывает все совершенные забеги — так виден объем усилий, ушедших на победу.

Из-за перехода к новой перспективе у багрового кубического героя стало больше приемов. Чтобы избегать ловушек, нужно сочетать скольжение по вертикальным плоскостям с горизонтальным бегом по стенам. Воздушный рывок помогает пересекать широкие пропасти и крушить непрочные платформы на лету. Точная работа камеры позволяет рассчитывать прыжки в обрушающихся пещерах.

Мясной Парень преодолевает испытания ради спасения Пластырной Девочки: ее похитил злодей Доктор Зародыш, живущий в стеклянной банке и носящий элегантный смокинг. На пути встречаются могущественные боссы, а желающие пройти игру на максимуме должны отыскать хорошо спрятанные коллекционные бинты. В Темном мире знакомые уровни представлены куда более сложными вариантами, где необходим безошибочный расчет времени.