Sinun on pelattava entistä merijalkaväen sotilasta, joka on alennettu siivoojaksi ja siirretty Marsiin, UAC-korporaation laboratorioon. Jokin meni pieleen uuden teleportaatio-teknologian kokeessa, ja nyt Marsin tukikohdan tilat kuhisevat hirviöistä ja hulluista vartijoista. Päähenkilö on ainoa eloonjäänyt, joka on pakotettu pakenemaan tästä helvetistä.
Kuitenkin pelin juoni on vain pari sivua tiedostossa ja tekstiä jokaisen kolmen (tai neljän Ultimate-julkaisuissa) jakson lopussa. Doomissa pääpointti on pelattavuudessa, joka teki pelistä läpimurtotuotteen kolmiulotteisten ammuntapelien genressä.
Jokainen jakso koostuu yhdeksästä tasosta (joista yksi on salainen eikä pakollinen läpäistävä). Jokaisella tasolla on tarkoitus päästä sisäänkäynnistä ulos (ja siellä useimmiten painaa vastaavaa vipua). Taso on labyrintti, jossa on monia käytäviä, ovia (myös piilotettuja) ja hirviöitä. Joskus, päästäksesi ulos, sinun on painettava avaimia auki olevia käytäviä ja etsittävä avainkortteja lukituille oville.
Hirviöiden surmaamiseen on peräti 8 tyyppiä aseita - nyrkkirauta, moottorisaha, pistooli, haulikko, konekivääri, raketinheitin, plasmakivääri ja supervoimakas BFG-9000. Jokaisella niistä on omat erityispiirteensä käytössä. Esimerkiksi nyrkkirauta ja moottorisaha toimivat vain lähitaistelussa, raketti voi vahingoittaa myös sinua, jos se räjähtää lähelläsi, ja BFG laukoo lisäammuntaa sen jälkeen, kun pääammunta osuu kohteeseen.
Pelin edetessä sinun on myös kerättävä erilaisia bonuksia. Aseita, joita sinulla ei vielä ole, ensiapupakkauksia, liivit (ne ottavat osan vahingosta vastaan). Piilopaikoista (joissa useimmiten on ovia, jotka näyttävät tavalliselta seinältä) voit löytää "super-bonuksia", jotka nostavat terveystasosi ja panssarisi 200 prosenttiin, sekä tason kartan. Onneksi karttaa voi pelissä katsella ja niin, mutta näet vain ne paikat, joissa olet vieraillut.
Vaikka peli on pääasiassa kolmiulotteinen, siinä on tiettyjä nyansseja. Esimerkiksi pistooli, konekivääri ja haulikko osuvat automaattisesti vihollisiin näkyvyyden rajoissa, vaikka ne olisivat paljon korkeammalla/alhaalla sinusta, mutta raketit ja plasmasateet (sekä monien hirviöiden "ammukset") ovat rajoitetuilla ohjausalueilla.
Erityisesti on syytä mainita moninpeli. Doom on yksi ensimmäisistä moninpeleistä. Yhdistämällä paikallisverkko voit pelata peliä yhteistyötilassa ystävien kanssa tai taistella toisia vastaan, ansaitsemalla pisteitä jokaisesta tappamisesta (ja menettämällä jokaisesta "itsemurhasta"), joita pelissä kutsutaan frgeiksi.
Sana "frg", samoin kuin Deathmatch-tilan nimi, tuli tunnetuiksi pelitermiksi pelin julkaisun jälkeen. Ei vähäisimpänä syynä uskomattomaan Doom-suosioon, sen jatko-osaan ja muihin id Softwaren peleihin.