Birth by Sleep é um jogo de RPG de ação que introduz um aspecto de jogabilidade chamado Sistema de Comando, que permite aos jogadores personalizar um Deck de Comando com técnicas e habilidades que podem executar à vontade, chamadas Comandos de Deck. Realizar ataques e Comandos comuns preenche um medidor exibido acima do baralho de comandos que, quando certos requisitos são cumpridos, ativa um Estilo de Comando que altera o comando de ataque básico do jogador com o comando "Surge", que acumula combos poderosos dependendo do Estilo de Comando ativado. Preencher o medidor com certos requisitos uma segunda vez faz com que o personagem mude para um Estilo de Comando de nível ainda mais alto, que substitui o comando "Surge" pelo comando "Storm" mais poderoso.

Kingdom Hearts Birth by Sleep começa na Terra da Partida, onde três portadores da Keyblade e amigos íntimos - Terra, Aqua e Ventus (mais comumente conhecido como Ven) - treinam para se tornarem Mestres da Keyblade sob a Mestra Eraqus. Para alcançar essa classificação, os Aprendizes da Keyblade devem fazer o exame Marca da Maestria assim que atingirem a maioridade. Terra e Aqua fazem esse teste juntos e, na primeira rodada, o Mestre Xehanort sabota o exame, forçando Ventus a intervir. Na segunda rodada, Terra e Aqua lutam entre si, mas enquanto Aqua passa no teste, Terra é considerado inapto para se tornar um Mestre Keyblade devido à escuridão abundante em seu coração. Depois, um grupo de criaturas misteriosas chamado Unversed começa a surgir em outros mundos, e outro Mestre Keyblade, Xehanort, desaparece sem deixar vestígios. Terra é enviada para destruir o Invertido e encontrar o Mestre Xehanort, que antes o encorajara a abraçar a escuridão em seu coração se ele desejasse a força para se tornar um mestre Keyblade. Ven, enquanto isso, é incitado a seguir Terra pela misteriosa aprendiz de Xehanort, Vanitas, contra a vontade de Eraqus. Aqua é enviado por Eraqus para inspecionar Terra e impedi-lo de cair na escuridão, bem como para trazer Ventus de volta à Terra da Partida.