Soulcalibur IV cuenta con los modos Historia, Arcade, Entrenamiento y Museo. Un nuevo modo, Torre de Almas Perdidas, requiere que el jugador gane batallas para obtener recompensas. El juego se ejecuta en resolución HD con sonido envolvente de 5.1 canales en ambas plataformas.
El modo de creación de personajes de Soulcalibur III vuelve en Soulcalibur IV. Sin embargo, en lugar de incluir estilos de armas originales para usar con ciertas clases de luchadores, Soulcalibur IV sólo permite a los jugadores elegir qué personaje de la serie quieren que su personaje creado imite. Esto difiere de Soulcalibur III, donde había muchos estilos únicos, como el «Grieve Edge». Los estilos de Algol, los personajes de bonificación y los personajes invitados de Star Wars no pueden ser utilizados por los personajes creados por el jugador. En el modo de creación de personajes de Soulcalibur IV hay disponible una amplia gama de nuevas piezas de equipo, y entre las nuevas opciones se incluye una gama más amplia de voces de personajes y la posibilidad de cambiar su tono. El jugador también puede cambiar el físico general y la musculatura de un personaje.
Además, los objetos equipados ahora también afectan a las estadísticas de un personaje. Las armaduras, armas y accesorios pueden aumentar la salud, el ataque o la defensa; también pueden otorgar puntos de habilidad que permiten al personaje equipar rasgos especiales que afectan al estilo de juego del personaje. Estos rasgos pueden incluir impactos de guardia que se activan automáticamente, la capacidad de causar daño contra un oponente que se bloquea, o incluso un aumento de las estadísticas basado en parámetros como el alineamiento o el género del oponente. Los personajes estándar también pueden ser modificados de esta manera, aunque sólo modestamente, permitiendo usar trajes y conjuntos de habilidades personalizados en el modo Especial VS. Los personajes personalizados pueden seguir utilizándose en el modo VS. estándar, pero sin ninguna de las habilidades especiales obtenidas mediante la elección del equipo o del arma. Se permite un perfil para el modo VS. sin conexión, lo que significa que solo se pueden cargar los personajes creados por un perfil a la vez.
Las batallas de múltiples luchadores en Soulcalibur IV utilizan una estructura diferente a la de sus predecesores, apodada Active Matching Battle (AMB). Similar al sistema de etiquetas de juegos como The King of Fighters 2003, el sistema AMB permite a los jugadores cambiar a otros miembros de un grupo de luchadores a mitad de la batalla. En lugar de comenzar una nueva ronda por cada oponente derrotado, los nuevos oponentes simplemente entran en la batalla inmediatamente después de un K.O., con la excepción de ciertos combatientes. Los combates que utilizan el sistema AMB sólo aparecen en los modos Historia y Torre de las Almas Perdidas.
Soulcalibur IV cuenta con un sistema de Acabado Crítico totalmente nuevo. Junto al medidor de salud del jugador hay una gema de color: el medidor de almas. La gema cambia de color cuando el jugador bloquea un ataque o cuando su propio ataque es bloqueado por un Impacto de la Guardia. El color cambia gradualmente de azul a verde, luego a rojo y finalmente a rojo intermitente. El medidor de almas del propio jugador se regenera si realiza un ataque y golpea al oponente, sea o no guardia. Si el personaje consigue vaciar la Soul Gauge del oponente, éste destruye una pieza de armadura (los personajes muestran ahora signos permanentes de daño visual, como ropa rota y desgarrada) y produce un breve aturdimiento durante el cual el personaje puede realizar un poderoso movimiento Critical Finish, capaz de derrotar al oponente instantáneamente, pulsando los cuatro botones de la cara al mismo tiempo. Cada personaje tiene su propio movimiento personal de Acabado Crítico. Namco desarrolló el medidor de almas para disminuir los beneficios de la guardia constante, dando así al juego un ritmo más rápido y haciendo los combates más ofensivos.
Los personajes invitados de Star Wars, Darth Vader, Yoda y el Aprendiz, utilizan ataques únicos usando la Fuerza. Darth Vader puede utilizar ráfagas, puñetazos y estrangulamientos basados en la Fuerza; Yoda puede utilizar la Fuerza para lanzarse al aire y realizar complejos ataques aéreos; por último, el Aprendiz puede utilizar el rayo de la Fuerza y otros movimientos del lado oscuro. Estos movimientos agotan un medidor de Fuerza especial, que se recarga gradualmente cuando no se utiliza. Si el Medidor de Fuerza se agota, el jugador pierde momentáneamente el control del personaje.
Por primera vez en la serie, Soulcalibur IV incluye una opción multijugador online. Los modos versus disponibles en las batallas online son VS estándar (para combates clásicos) y VS especial (para personajes personalizados). Los personajes creados son jugables en el modo multijugador online. Las victorias y derrotas de un jugador se registran y se utilizan para establecer un nivel de clasificación, que refleja la habilidad online.