La historia principal nos sitúa en el verano del año 2049, en un mundo postapocalíptico azotado por una terrible pandemia. El protagonista de la historia es NieR, un padre atormentado por la enfermedad de su hija Yonah. Con la aparición de una posible cura desarrollada por científicos, la enfermedad mutó a algo aún peor, un nuevo virus llamado Garabato Negro, gracias al cual aparecieron criaturas oscuras sedientas de sangre por todas partes. En las primeras escenas de la aventura, podemos ver como NieR hace frente a un grupo de monstruos mientras busca comida para su hija. Aún así, vemos que el sufrido padre necesita más poder para hacer frente a esta situación y decide recurrir a un libro que le otorgará poderes mágicos, llamado Grimoire Weiss.
El libro hace que NieR pueda realizar devastadores ataques mágicos; desde invocar un brazo enorme para que golpee a los enemigos, lanzar orbes rojos o hacer que aparezcan lanzas desde el suelo para empalar a cualquier enemigo situado dentro de su radio de acción. Asimismo, cargando nuestra barra de poder mágico, podemos causar mucho más daño a nuestros enemigos. El menú de hechizos será configurable a nuestra voluntad, decidiendo cuales nos serán de mayor utilidad según la situación a la que nos enfrentemos. A pesar de recordar a nuestra hija que no debe acercarse al libro bajo ningún concepto, éste se convertirá en nuestro mejor aliado, aportando ayuda y consejos útiles a lo largo de la aventura.
Después de esta introducción al mundo de NieR, sucede algo desconcertante; la acción se sitúa 1.300 años en el futuro y vemos a nuestro protagonista al lado de su hija que reposa en la cama, aún enferma. Ahora estamos en una sociedad medieval, a pesar de recorrer más de un milenio hacia delante. Los creadores no han desvelado las razones de este inesperado giro argumental para que podamos vivir la aventura al completo con la edición final del título. A partir de aquí descubriremos la mezcla de géneros de NieR; ahora podremos interactuar con los personajes que encontremos por la ciudad, desde vendedores de armas hasta misteriosos personajes que nos ofrecerán misiones.
El título transcurrirá en una perspectiva tridimensional en tercera persona, pero cuando entremos en los edificios, la vista pasará de las tres a las dos dimensiones, con un look plataformero. Una vez salgamos al exterior todo volverá a la normalidad; los creadores mantienen que, según la situación en la que nos encontremos, la jugabilidad cambiará para dar variedad a un género ya muy visto. En estas situaciones, la jugabilidad se acercará a los clásicos RPG japoneses, con la posibilidad de hablar con la gente, obtener información o recibir encargos; incluso podremos pescar o cazar animales. Una vez tengamos la versión definitiva, veremos si realmente se ha innovado en este apartado y si la mezcla de géneros ofrece buenos resultados.
Las armas disponibles serán muy variadas; desde enormes espadas a dos manos, con una gran poder destructivo pero pesadas en su manejo, hasta ligeros cuchillos, menos dañinos pero mucho más rápidos de utilizar. Tanto nuestras habilidades como las armas y los hechizos serán mejorables gracias a las palabras que dejarán caer los enemigos al morir y que podremos combinar en grupos de cuatro en nuestro libro para desbloquear nuevos atributos. También encontraremos personajes que se unirán a nuestra causa y nos acompañarán en la lucha contra estos seres oscuros, como Kaine o Emil; no los manejaremos pero podremos darles órdenes, decidiendo si nos conviene más su ayuda para defendernos o para que sean más agresivos.
Los combates serán muy variados y nos encontraremos con monstruos de todo tipo y tamaño, incluso con resistentes armaduras. Estas secuencias resultan espectaculares y en ocasiones podremos realizar golpes finales a modo de cuidadas cinemáticas; asimismo, la velocidad de estos combates será altísima, a la altura de los mejores hack'n slash. La pantalla se teñirá del color de la hemoglobina con nuestros ataques, dando como resultado un título bastante sangriento. El apartado gráfico resulta atractivo y nuestro protagonista se mueve con agilidad en los combates, que por otro lado son muy vistosos, con muchos efectos de postprocesado.