Atelier Shallie: Alchemists of the Dusk Sea DX завершает мрачную трилогию JRPG. В третьей части разработчики значительно упростили геймплей и убрали систему управления временем, что позволило игрокам свободно исследовать мир и собирать ресурсы для создания предметов без необходимости заранее планировать свои действия.
Боевая система в Atelier Shallie: Alchemists of the Dusk Sea DX унаследована от предыдущих игр серии. В пошаговых боях может участвовать до шести персонажей одновременно, трое из которых сражаются с врагами, а остальные поддерживают их и заменяют бойцов при необходимости. По мере прокачки персонажей открываются новые тактические возможности.
Разработчики внесли несколько улучшений в игру. Во-первых, был улучшен крафт, теперь игроки могут накладывать эффекты на отдельные ингредиенты и вытягивать из них стихийную мощь, что открывает больше возможностей для экспериментов. Во-вторых, появились жизненные цели, дополнительные задания, похожие на достижения, за выполнение которых игроки получают большое количество опыта.
Действие игры происходит после событий второй части, хотя небо было очищено от туч, проблема засухи осталась, а Сумрак всё ещё угрожает всему живому. Главными героинями являются Шаллистера и Шарлотта. Первая, будучи принцессой, ищет способ помочь своей деревне, а вторая пытается найти своё предназначение в этом мире и мечтает овладеть магией. После пролога игрокам предстоит выбрать, кто из них станет главным персонажем. Сюжет разделён на десять глав, прохождение каждой из которых отличается.