Última atualização em 3 de janeiro de 2019
Os jogadores assumem o papel de Grayson 'Grey' Hunt, o capitão de uma tripulação pirata espacial formada por ex-soldados da unidade do exército de elite da Dead Echo. Há dez anos, durante um trabalho de assassinato, eles descobriram os motivos sinistros de seu comandante, o general Serrano. Seguindo as ordens de Serrano e assassinando supostos criminosos, a Dead Echo mata um homem conhecido como Bryce Novak, mas os soldados descobrem que Novak era um repórter civil que documentava as mortes de pessoas causadas pela Dead Echo e possuía documentos comprometedores sobre o general. Percebendo que eles foram enganados por Serrano, Grayson e sua equipe desertaram e se tornaram piratas espaciais em fuga das forças do general. Enquanto comanda uma nave com seus antigos companheiros de equipe, Ishi Sato, Rell Julian e Dr. Whit Oliver, Grayson vê o cruzador de batalha de Serrano, o Ulisses, perto do planeta da Stygia. Em um ataque de fúria e embriagado, ele ataca e domina o Ulisses. As naves se colidem e caem na superfície da Stygia, ferindo gravemente Ishi. Ishi precisou de uma operação de transformação de cyborg para sobreviver. Gray se culpa por tudo que aconteceu e promete tirar seu amigo do planeta e um médico decente, apesar da desaprovação de Ishi pela sede de vingança de Grayson. Durante todo o jogo, o processador de AI no cérebro de Ishi assume várias vezes, alimentado por sua raiva pelas ações egoístas e imprudentes de Grayson que mataram seus companheiros de equipe e os colocaram em perigo.
A jogabilidade é baseada em um sistema de skillshots. Quando um inimigo é morto com certas condições, como arremessá-lo em espinhos ou decapitá-lo com um tiro na cabeça, o jogador ganha pontos de habilidade. Quanto mais habilidades forem feitas simultaneamente, maior será a recompensa. Skillpoints são gastos em dropkits para upgrades de armas, como modo de fogo alternativo e aumento de capacidade de munição. Como na maioria dos FPS contemporâneos, não há barra de saúde. Os jogadores apenas esperam até que a tela coberta de sangue seja removida e Gray esteja curado. As fases são divididos em diferentes checkpoints. Grande parte da história e jogabilidade coloca o foco na "leach", uma corda de energia projetada a partir de um dispositivo na mão esquerda de Grayson. A leach permite que ele puxe inimigos em direção a ele, ative certos dispositivos e armadilhas e bata uma bola de energia que lança todos os inimigos próximos no ar.
Intitulada "Full Clip Edition" e publicada pela Gearbox Publishing, a versão remasterizada de Bulletstorm foi lançada para Windows, PlayStation 4 e Xbox One. O remaster aumenta a resolução da textura, inclui suporte para resoluções maiores, o modo de campanha Overkill no qual os jogadores iniciam com acesso a todas as armas do jogo, e seis novos mapas no modo Echo. Aqueles que pré-encomendaram o jogo têm acesso ao conteúdo para download Duke Nukem's Bulletstorm Tour, permitindo que os jogadores joguem como Duke Nukem com um roteiro regravado e novas linhas de voz gravadas por Jon St. John.