Octopath Traveler es un juego de rol que presenta una estética gráfica conocida como "HD-2D", que los desarrolladores definen como la combinación de sprites y texturas de personajes de estilo Super NES de 16 bits con entornos poligonales y efectos de alta definición. El juego coloca a los jugadores en el papel de uno de los ocho aventureros, cada uno de los cuales comienza su viaje de diferentes maneras. Cada personaje proviene de diferentes partes del mundo, cada uno de los cuales determina su trabajo o atributo. Cada personaje tiene un comando único de Habilidad de ruta que puede usarse al interactuar con PNJ que se dividen en dos categorías: Noble, la efectividad de la habilidad depende del nivel o cantidad de moneda del juego del personaje, y Pícaro, que tiene el riesgo de su usuario perdiendo credibilidad sobre otros NPCs. Por ejemplo, Olberic y H'aanit pueden desafiar a los personajes, Cyrus y Alfyn pueden preguntar sobre ciertos bits de información, Tressa y Therion pueden adquirir artículos, y Ophilia y Primrose pueden guiar a los PNJ y usarlos como invocaciones invitadas.
El juego presenta batallas por turnos, en las que el jugador puede atacar utilizando diferentes tipos de armas o ataques elementales, así como usar habilidades y objetos. Los personajes jugables reciben un Punto de refuerzo al final de cada turno, del cual pueden almacenar hasta cinco a la vez. Durante su turno, un jugador puede usar hasta tres Puntos de refuerzo para aumentar un comando, lo que permite a su personaje atacar varias veces, aumentar su defensa o aumentar la potencia de una habilidad. Los enemigos tienen un contador de escudo que baja cuando son atacados con un arma o elemento contra el que son débiles. Cuando el contador se agota, entran en un estado aturdido donde pueden recibir más daño y perder un turno.