Wolfenstein 3D ist ein Ego-Shooter mit rudimentärer 3D-Grafik und ein Nachfolger des Top-Down-Infiltrationsspiels Castle Wolfenstein. Das Spiel ist in Level unterteilt, bei denen es sich jeweils um eine flache Ebene handelt, die durch ein gitterbasiertes Muster aus Wänden und Türen gleicher Höhe in Bereiche und Räume unterteilt ist. Jedes Level ist den Bunkern und Gebäuden der Nazis nachempfunden. Um ein Level zu beenden, muss der Spieler das Gebiet durchqueren, um einen Aufzug zu erreichen. Die Level sind in benannte Episoden gruppiert, wobei sich das letzte Level auf einen Bosskampf mit einem besonders schwierigen Feind konzentriert. Beim Durchqueren der Level muss der Spieler gegen Nazi-Wachen und -Soldaten, Hunde und andere Feinde kämpfen und gleichzeitig die Munitions- und Gesundheitsvorräte verwalten.