В Zenless Zone Zero игрок выступает Прокси — проводником по Лощинам, опасным альтернативным измерениям в мире на грани гибели. В начале выбирают одного из двух героев: Мудрого или Белль; каждый ведёт экспедицию в эти области. Там предстоит сражаться с этериалами и преодолевать испытания. Доверенные лица нанимают Агентов, а Бангбоу помогают в бою, повышая его эффективность. Сочетание навыков и тактик позволяет экспериментировать с командой и справляться с усложняющимися задачами.

Исследование и сражения разделены на два режима. В ТВ-режиме игроки проходят Холлоузы в духе классических dungeon crawler'ов: перемещаются по окружению, находят сокровища и решают головоломки. Столкновение с врагом переводит игру в боевой режим — трёхмерный hack-and-slash, где важны реакция и точный выбор времени. Бои строятся на последовательностях атак и комбо; грамотное попадание в нужный момент вознаграждается.

События происходят в Новом Эриду — городе среди руин. В его истории участвуют разные фракции: от агентства Gentle House до байкерской банды Sons of Calydon. Каждая по-своему вносит вклад в борьбу за выживание города. Группировки дают игроку союзников, миссии и соперников, влияя на его путь и создавая многогранную картину необычного будущего.