Ambientada a principios del siglo XIX, esta entrega de la serie Castlevania de larga duración se aparta ligeramente de la trama típica de la serie. Una organización monástica secreta, la Orden de Ecclesia, está encargada de encontrar formas alternativas de combatir las hordas de muertos vivientes convocados por el siempre regreso del malvado señor Drácula, ya que el clan Belmont aparentemente se ha escondido. Shanoa, una joven acólita de la Orden, es elegida por sus extraordinarias habilidades mágicas para manejar Dominus: el último hechizo contra el mal. Cuando está a punto de completar el ritual para absorber a Dominus, un acólito rebelde llamado Albus roba los tres tomos que contienen el hechizo. Luego, Shanoa es enviada para rastrear a Albus y devolverlo a él y el hechizo a la Orden.
Castlevania: Orden de Ecclesiacambia la fórmula establecida con Castlevania: Symphony of the Night al volver parcialmente a las raíces del juego de acción de la serie, presentando una serie de áreas pequeñas, en su mayoría lineales, conectadas a través de un mapa del mundo. Shanoa ya no tiene un ataque nativo, ni puede equipar un arma; todas sus acciones se ejecutan equipando glifos (esencialmente almas en el Castlevania anteriorjuegos). Se pueden equipar tres glifos, dos glifos de acción y uno de apoyo, lo que permite grandes niveles de personalización del jugador, ya que las combinaciones de diferentes glifos permiten a Shanoa ejecutar combos devastadores y ataques especiales. El juego aún conserva su sistema de nivelación RPG que recompensa al jugador con puntos de experiencia por matar enemigos, así como la necesidad de encontrar cápsulas de expansión de HP y MP ocasionalmente escondidas fuera del camino principal de las áreas del juego. A medida que Shanoa rescata a los aldeanos en los niveles del juego, aparecerán en la ciudad central y le darán misiones, como buscar materiales raros o gatos perdidos.
La carrera competitiva multijugador a través de recorridos cronometrados regresa de DS Castlevanias anteriores, y se puede reproducir tanto a través de Wi-Fi como de conexiones inalámbricas. También está disponible en Wi-Fi e inalámbrica una función de tienda, que le permite seleccionar un intermediario de gatos para vender cualquier artículo adicional que tenga, así como buscar artículos que los gatos de otros jugadores hayan puesto a disposición.