Soulcalibur IV bietet die Modi Story, Arcade, Training und Museum. Ein neuer Modus, Tower of Lost Souls, verlangt vom Spieler, Kämpfe zu gewinnen, um Belohnungen zu erhalten. Das Spiel läuft in HD-Auflösung mit 5.1-Kanal-Surround-Sound auf beiden Plattformen.
Der Charaktererstellungsmodus aus Soulcalibur III kehrt in Soulcalibur IV zurück. Anstatt jedoch Original-Waffenstile für die Verwendung mit bestimmten Kämpferklassen einzubauen, erlaubt Soulcalibur IV den Spielern nur die Wahl, welchen Charakter aus der Serie sie mit ihrem erstellten Charakter nachahmen möchten. Dies unterscheidet sich von Soulcalibur III, wo es viele einzigartige Stile wie „Grieve Edge“ gab. Die Stile von Algol, den Bonus-Charakteren und den Star Wars-Gastcharakteren können von den vom Spieler erstellten Charakteren nicht verwendet werden. Im Charaktererstellungsmodus von Soulcalibur IV steht eine Vielzahl neuer Ausrüstungsgegenstände zur Verfügung, und zu den neuen Optionen gehören eine größere Auswahl an Charakterstimmen und die Möglichkeit, ihre Tonlage zu ändern. Der Spieler kann auch den allgemeinen Körperbau und die Muskulatur eines Charakters verändern.
Außerdem wirken sich ausgerüstete Gegenstände jetzt auch auf die Statistiken eines Charakters aus. Rüstungen, Waffen und Accessoires können die Gesundheit, den Angriff oder die Verteidigung erhöhen; sie können auch Fertigkeitspunkte gewähren, die es dem Charakter erlauben, spezielle Eigenschaften auszurüsten, die den Spielstil des Charakters beeinflussen. Zu diesen Eigenschaften gehören automatisch ausgelöste Schutzstöße, die Fähigkeit, einem blockenden Gegner Schaden zuzufügen, oder sogar eine Erhöhung der Werte in Abhängigkeit von Parametern wie der Ausrichtung oder dem Geschlecht des Gegners. Standard-Charaktere können ebenfalls auf diese Weise modifiziert werden, wenn auch nur in bescheidenem Maße, so dass benutzerdefinierte Kostüme und Fähigkeiten im Spezial-VS-Modus verwendet werden können. Benutzerdefinierte Charaktere können auch im Standard-VS.-Modus verwendet werden, jedoch ohne die besonderen Fähigkeiten, die durch die Wahl der Ausrüstung oder der Waffen erworben wurden. Für den Offline-VS-Modus ist nur ein Profil erlaubt, was bedeutet, dass immer nur die erstellten Charaktere eines Profils geladen werden können.
Mehrkämpferkämpfe in Soulcalibur IV verwenden eine andere Struktur als in den Vorgängern, die den Spitznamen Active Matching Battle (AMB) trägt. Ähnlich wie das Tag-System von Spielen wie The King of Fighters 2003 erlaubt das AMB-System den Spielern, während des Kampfes zu anderen Mitgliedern einer Gruppe von Kämpfern zu wechseln. Anstatt für jeden besiegten Gegner eine neue Runde zu beginnen, treten neue Gegner einfach direkt nach einem K.O. in den Kampf ein, mit Ausnahme von bestimmten Kämpfern. Kämpfe, die das AMB-System nutzen, erscheinen nur in den Modi „Story“ und „Turm der verlorenen Seelen“.
Soulcalibur IV bietet ein völlig neues Critical Finish-System. Neben der Gesundheitsanzeige des Spielers befindet sich ein farbiger Edelstein: der Soul Gauge. Der Edelstein ändert seine Farbe, wenn der Spieler einen Angriff abblockt oder sein eigener Angriff durch einen Guard Impact geblockt wird. Die Farbe wechselt allmählich von Blau zu Grün, dann zu Rot und schließlich zu blinkendem Rot. Die eigene Seelenanzeige des Spielers regeneriert sich, wenn er einen Angriff ausführt und den Gegner trifft, egal ob er ihn bewacht oder nicht. Gelingt es dem Charakter, die Seelenanzeige des Gegners zu leeren, zerstört der Gegner ein Stück seiner Rüstung (Charaktere zeigen nun permanente Anzeichen von visuellem Schaden wie zerrissene und zerrissene Kleidung) und erzeugt eine kurze Betäubung, während der der Charakter eine mächtige Bewegung mit kritischem Ende ausführen kann, die den Gegner sofort besiegen kann, indem er alle vier Gesichtstasten gleichzeitig drückt. Jeder Charakter hat seinen eigenen persönlichen Critical Finish Move. Namco hat den Soul Gauge entwickelt, um die Vorteile des ständigen Bewachens zu verringern und so dem Spiel ein schnelleres Tempo zu verleihen und die Kämpfe offensiver zu gestalten.
Die Star Wars-Gastcharaktere, Darth Vader, Yoda und der Lehrling, nutzen einzigartige Angriffe mit der Macht. Darth Vader kann auf der Macht basierende Schläge, Stöße und Würgegriffe einsetzen; Yoda kann die Macht nutzen, um sich für komplexe Luftangriffe in die Luft zu katapultieren; der Lehrling schließlich ist in der Lage, Machtblitze und andere Bewegungen der dunklen Seite einzusetzen. Diese Bewegungen verbrauchen eine spezielle Kraftanzeige, die sich nach und nach wieder auflädt, wenn sie nicht benutzt wird. Wenn die Kraftanzeige aufgebraucht ist, verliert der Spieler kurzzeitig die Kontrolle über den Charakter.
Zum ersten Mal in der Serie bietet Soulcalibur IV eine Online-Multiplayer-Option. Die in Online-Kämpfen verfügbaren Versus-Modi sind Standard VS (für klassische Kämpfe) und Special VS (für angepasste Charaktere). Erstellte Charaktere sind im Online-Mehrspielermodus spielbar. Die Siege und Niederlagen eines Spielers werden aufgezeichnet und zur Erstellung einer Rangliste verwendet, die die Online-Fähigkeiten widerspiegelt.