Действия Underrail: Expedition разворачиваются в постапокалиптическом мире, где поверхность земли стала непригодной для жизни и людям пришлось перебраться тоннели и пещеры. Главный герой – один из этих людей, он живет в поселении под названием Южные Врата и бегает по миссиям в близлежащих окрестностях. По мере прохождения задания станут более серьезными и выполнять их будет труднее. Со временем персонажу потребуется апгрейд. Проводить его можно несколькими способами. Помимо стандартного получения опыта за выполненные квесты и уничтожение противника можно выбрать "Странности", где скил прокачивается только если найти странные предметы. Это далеко не все варианты прокачки, их доступно намного больше.

Показатели персонажа делятся на две группы: основные и вторичные, которые формируются под их влиянием. Основные характеристики состоят из Ловкости, Интеллекта, силы, Воли, Телосложения, Сноровки и Восприятия. Во вторичные умения входит Нападение, Защита, Технологии, Уловки, Пси- и Социальные навыки. Присутствуют перки, добавляющие другие способности. В Underrail: Expedition присутствуют пошаговая боевая механика и 2 вида очков. Первый тип отвечает за перемещение по карте. Второй называется "действия" и объединяет атаки, замену или перезарядку оружия и использование специальных умений. Например, при помощи "Временных манипуляций" герой сможет ослаблять врага, увеличивая урон, и добавлять силы себе.

Сражаться можно дробовиками, мачете или копьями, использовать взрывчатку, ловушки, молоты и огнестрелы. Также доступны арбалеты и энергетические атаки. Можно крафтить, используя найденные в мире предметы, включая останки животных. В случае необходимости можно обратиться к торговцам и купить нужный элемент у них или получить деталь из разобранных орудий