A premissa por trás da Irmã Princesa é que um jovem comum (o jogador) é feito para viver com doze irmãs adoráveis, cada uma com suas próprias peculiaridades e personalidades distintas. Os jogadores têm cerca de um mês para passar com as irmãs, com cada dia dividido em três segmentos: o primeiro é o período de tempo livre antes do meio-dia, seguido pelo período após o almoço e terminando com outro período antes de dormir. Durante o dia, o jogador pode escolher qual das meninas ele deseja escoltar para a escola, se houver. O período após o almoço é semelhante ao da manhã, com opções adicionais que permitem ao jogador ir a vários lugares da cidade, além de caminhar para casa com uma das meninas. Todas as noites antes de dormir, o jogador poderá verificar seu e-mail e enviar respostas. À medida que o jogador continua a interagir com as irmãs, suas reações ao irmão mais velho mudarão de acordo até o final. Existem dois finais diferentes para cada irmã: o final normal e o final da "relação não sanguínea". Como o nome sugere, o final especial revela que o irmão-personagem e a irmã não são realmente parentes de sangue. No caso de algumas das irmãs mais velhas, isso pode levar a protagonista e a "irmã" a se casarem.