Valiant Hearts là trò chơi giải đố về đề tài Thế chiến thứ nhất, người chơi sẽ hóa thân vào 4 nhân vật: Emile là một nông dân người Pháp, Karl là con rể người Đức của Emile, người lính Mĩ Freddie và cô y tá người Bỉ Anna

Trò chơi gồm bốn chương được chia thành nhiều phần, yêu cầu người chơi hoàn thành các mục tiêu để hiểu được cốt truyện, hầu hết là việc giải đố bằng cách thu thập các vật dụng tùy theo ngữ cảnh. Các màn chơi khác bao gồm những cảnh chiến tranh đòi hỏi người chơi phải sống sót với súng đạn, chạy trốn, và các đoạn rượt đuổi theo nhịp điệu. Mỗi nhân vật đều có thể tương tác với các dụng cụ trong trò chơi, bằng cách dùng các vật dụng dể hạ gục tên lính hoặc đánh lạc hướng. Ngoài ra, mỗi nhân vật đều có đặc điểm khác nhau, Emile có cái xẻng dùng để đào đất, Freddie mang theo chiếc kìm để cắt dây thép gai, và Anna có thể điều trị những người lính bị thương.

Thêm nữa, người chơi còn có thể ra lệnh cho con chó tên Walt, nó có thể chui qua những cái lỗ nhỏ, cầm được đồ vật, gạt công tắc, và có thể di chuyển xung quanh mà không làm người khác nghi ngờ. Trò chơi còn có các vật dụng ẩn trong các phần và lịch sử của các vật dụng đó trong chiến tranh. Nếu người chơi không biết giải đố hoặc mắc kẹt quá lâu thì hệ thống sẽ đưa ra những gợi ý.