Soulcalibur IV bevat speltypen Verhaal, Arcade, Training en Museum. In een nieuw speltype, Tower of Lost Souls, moet de speler gevechten winnen om beloningen te krijgen. Het spel draait in HD-resolutie met 5.1-kanaals surround sound op beide platforms.
De Character Creation-modus uit Soulcalibur III keert terug in Soulcalibur IV. Echter, in plaats van originele wapenstijlen voor gebruik met bepaalde klassen van vechters, Soulcalibur IV laat spelers alleen kiezen welk karakter uit de serie ze willen hebben hun gecreëerde karakter na te bootsen. Dit verschilt van Soulcalibur III, waar er veel unieke stijlen waren, zoals “Grieve Edge”. De stijlen van Algol, de bonuspersonages en de Star Wars-gastpersonages kunnen niet worden gebruikt door door de speler gecreëerde personages. In de spelstand Character Creation van Soulcalibur IV is een breed scala aan nieuwe uitrustingen beschikbaar en nieuwe opties zijn onder andere een breder scala aan stemmen van personages en de mogelijkheid om hun toonhoogte te veranderen. De speler kan ook de algemene lichaamsbouw en gespierdheid van een personage veranderen.
Daarnaast zijn uitgeruste items nu ook van invloed op de statistieken van een personage. Pantser, wapens en accessoires kunnen de gezondheid, aanval of verdediging verhogen; ze kunnen ook vaardigheidspunten toekennen waarmee het personage speciale eigenschappen kan uitrusten die de speelstijl van het personage beïnvloeden. Deze eigenschappen kunnen automatisch geactiveerde guard impacts omvatten, de mogelijkheid om schade te veroorzaken tegen een blokkerende tegenstander, of zelfs een statistiekverhoging gebaseerd op parameters zoals de uitlijning of het geslacht van een tegenstander. Standaard personages kunnen ook op deze manier worden aangepast, zij het slechts in bescheiden mate, zodat aangepaste kostuums en vaardigheden kunnen worden gebruikt in de Special VS. Aangepaste personages kunnen nog steeds worden gebruikt in de Standaard VS-mode, maar zonder de speciale vaardigheden die je krijgt door je uitrusting of wapenkeuze. Een profiel is toegestaan voor Offline VS. modus, wat betekent dat slechts een profiel van de gemaakte personages kunnen worden geladen op een gegeven moment.
Multi-gevechten in Soulcalibur IV maken gebruik van een andere structuur dan zijn voorgangers, bijgenaamd Active Matching Battle (AMB). Vergelijkbaar met het tag-systeem van games zoals The King of Fighters 2003, het AMB-systeem stelt spelers in staat om te schakelen naar andere leden van een partij van vechters midden in de strijd. In plaats van een nieuwe ronde te beginnen voor elke verslagen tegenstander, komen nieuwe tegenstanders gewoon in het gevecht meteen na een K.O., met uitzondering van bepaalde strijders. Wedstrijden gebruik te maken van de AMB-systeem verschijnt alleen in de Story en Tower of Lost Souls modes.
Soulcalibur IV bevat een geheel nieuwe Critical Finish systeem. Naast de gezondheidsmeter van een speler is een gekleurde edelsteen: de Soul Gauge. De edelsteen verandert van kleur wanneer de speler een aanval blokkeert of wanneer zijn of haar eigen aanval wordt geblokkeerd door een Guard Impact. De kleur verandert geleidelijk van blauw naar groen, dan naar rood en uiteindelijk naar knipperend rood. De eigen Soul Gauge van de speler regenereert als hij of zij een aanval uitvoert en de tegenstander raakt, al dan niet door een Guard Impact. Als het personage erin slaagt de Soul Gauge van de tegenstander leeg te maken, vernietigt de vijand een stuk pantser (personages vertonen nu permanente tekenen van visuele schade, zoals kapotte en gescheurde kleding) en veroorzaakt een korte stun waarin het personage een krachtige Critical Finish-beweging kan uitvoeren, waarmee de tegenstander onmiddellijk kan worden verslagen, door alle vier de face-toetsen tegelijk in te drukken. Elk personage heeft zijn of haar eigen persoonlijke Critical Finish-beweging. Namco ontwikkelde de Soul Gauge om de voordelen van constant bewaken te verminderen, waardoor het spel een sneller tempo krijgt en de wedstrijden aanvallender worden.
De Star Wars-gastpersonages, Darth Vader, Yoda en de Apprentice, maken gebruik van unieke aanvallen met behulp van de Force. Darth Vader kan op de Force gebaseerde ontploffingen, stoten en verstikkingen gebruiken; Yoda kan de Force gebruiken om zichzelf in de lucht te lanceren voor complexe luchtaanvallen; de Apprentice tenslotte kan Force bliksem en andere bewegingen van de duistere kant gebruiken. Deze bewegingen putten een speciale Krachtmeter uit, die geleidelijk wordt opgeladen als hij niet wordt gebruikt. Als de Force Meter op is, verliest de speler tijdelijk de controle over het personage.
Voor het eerst in de serie, Soulcalibur IV bevat een online multiplayer-optie. Versus modi beschikbaar in online gevechten zijn Standard VS (voor klassieke wedstrijden) en Special VS (voor aangepaste personages). Gecreëerde personages zijn speelbaar in de online multiplayermodus. De overwinningen en verliezen van een speler worden geregistreerd en gebruikt om een ranglijstniveau te bepalen, dat de online vaardigheid weergeeft.