Bạn sẽ vào vai một cựu lính thủy đánh bộ, bị giáng chức thành nhân viên dọn dẹp và chuyển đến làm việc tại một tổ hợp phòng thí nghiệm của tập đoàn UAC trên hành tinh Mars. Có điều gì đó đã sai trong thí nghiệm về công nghệ teleport mới và bây giờ tất cả các phòng của căn cứ Mars đầy rẫy quái vật và lính gác điên cuồng. Nhân vật chính là người sống sót duy nhất, người phải tìm cách thoát khỏi địa ngục này.
Tuy nhiên, cốt truyện của trò chơi chỉ là vài trang trong tệp và văn bản ở cuối mỗi ba (hoặc bốn trong phiên bản Ultimate) tập. Điều quan trọng nhất trong Doom là gameplay, đã khiến trò chơi trở thành bước đột phá trong thể loại bắn súng 3D.
Mỗi tập bao gồm chín cấp độ (trong đó có một cấp độ bí mật không bắt buộc phải vượt qua). Và ở mỗi cấp độ, bạn cần phải đi từ cửa vào đến cửa ra (và thường phải nhấn vào cái cần đẩy tương ứng). Mỗi cấp độ là một mê cung với nhiều hành lang, cửa (cả cửa ẩn) và quái vật. Đôi khi, để đến được cửa ra, bạn cần phải nhấn vào các cần gạt mở lối đi và tìm các thẻ bản đồ cho các cửa bị khóa.
Để tiêu diệt quái vật, có tới 8 loại vũ khí - găng tay, cưa máy, súng ngắn, súng bắn đạn, máy bắn đạn, rocket, súng plasma và khẩu súng hủy diệt BFG-9000. Mỗi loại vũ khí có những đặc điểm riêng khi sử dụng. Ví dụ, găng tay và cưa máy chỉ có tác dụng trong chiến đấu cận chiến, tên lửa có thể gây thương tích cho cả bạn nếu nó phát nổ gần đó, còn BFG phát ra thêm các đạn sau khi viên đạn chính trúng mục tiêu.
Trong suốt trò chơi, bạn cũng cần thu thập các phần thưởng khác nhau. Vũ khí mà bạn vẫn chưa có, hộp thuốc, áo giáp (nó sẽ chịu một phần sát thương). Trong các nơi ẩn (thường nằm sau những cánh cửa nhìn như tường bình thường) bạn có thể tìm thấy "siêu phần thưởng", làm gia tăng mức sức khỏe và áo giáp lên tới 200%, cũng như bản đồ cấp độ. May mắn là bạn có thể xem bản đồ trong trò chơi, nhưng bạn chỉ thấy những nơi mà bạn đã đến.
Mặc dù trò chơi về cơ bản là 3D, có một số điểm đặc biệt. Chẳng hạn, súng ngắn, máy bắn đạn và súng bắn đạn tự động nhắm vào kẻ thù trong tầm nhìn, ngay cả khi chúng ở trên hoặc dưới bạn nhiều, trong khi tên lửa và các tỏa plasma (cũng như các “đạn” của quái vật) có giới hạn nhất định để nhắm.
Đặc biệt phải đề cập đến chế độ nhiều người chơi. Doom là một trong những trò chơi đầu tiên có chế độ này. Khi kết nối qua mạng cục bộ, bạn có thể chơi trò chơi ở chế độ hợp tác với bạn bè, hoặc chiến đấu với nhau, kiếm điểm cho mỗi lần giết và mất điểm cho mỗi lần