В игре присутствуют 20 пупсов — статуэток корпорации Vault-Tec, которые можно найти на протяжении всей игры. 7 из них увеличивают значение определённого атрибута SPECIAL на 1, а 13 — определённые навыки на 10 %.

Жители Убежища носят на левой руке электронный аппарат Пип-Бой 3000. Он доступен главному герою по достижении 10-летнего возраста и превосходит по функционалу Pip-Boy 2000 из предыдущих частей. Pip-Boy 3000 имеет встроенный счётчик Гейгера. С помощью данного аппарата игрок может просматривать состояние здоровья своего персонажа, действующие на него эффекты, значения навыков, способностей, атрибутов, содержимое инвентаря, карты локаций, информацию о квестах и сохранённые заметки. Также Пип-Бой имеет встроенные радио и фонарь.

Боевая система и V.A.T.S.

В Fallout 3 присутствует возможность вести вооружённые атаки по практически всем персонажам в режиме реального времени с использованием или без использования различных видов оружия. Неигровые персонажи могут атаковать главного героя и друг друга в таком же режиме. Оружие, требующее боеприпасы, обладает ограниченной ёмкостью магазина, для перезарядки необходим промежуток времени.

В игре используется «Система автоматизированного наведения Vault-Tec», или V.A.T.S (Vault-Tec Auto Targeting System), которая позволяет игроку определять очерёдность действий при стрельбе по врагам. В момент задействования V.A.T.S. игровое время приостанавливается и экран центрируется на персонаже-цели. Игрок имеет возможность выбрать части тела персонажа в том порядке, в котором главный герой произведёт выстрелы в следующий момент без участия игрока. При этом вероятность попадания в режиме V.A.T.S. может меняться в связи с различными факторами; при выборе частей тела противника на экране отображается прогнозируемая процентная вероятность попадания. Количество действий в режиме V.A.T.S., доступных игроку, ограничено количеством очков действия (ОД). Оно зависит от характеристик оружия и имеющихся у главного героя перков. На разные части тела может тратиться разное количество очков действия. При уменьшении количества очков действия данный показатель произвольно восстанавливается с течением времени. При стрельбе без использования V.A.T.S. часть урона также приходится на те части тела, которые были повреждены в результате атаки.

Критический удар — атака, в результате которой объекту наносится повышенный урон. Если после критической атаки огнестрельным оружием персонаж погибает, возможно отрывание его конечности или его обезглавливание; если критический удар проводится энергетическим оружием, противник может быть дезинтегрирован (например, превращён в вещество под названием «вязкая жижа»). Критический урон является случайным, за вероятность его появления отвечает навык «удача» персонажа, проводящего критический удар.

При наличии перка «Таинственный незнакомец» во время боя может появиться человек с заряженным «Магнумом» 44 калибра, который наносит значительный урон со стороны главного героя.

Практически все персонажи могут быть убиты. Некоторые сюжетно важные неигровые персонажи в случае потери всех очков жизни лишь теряют сознание на несколько секунд, после чего приходят в себя.

Убитых (в том числе дезинтегрированных) персонажей главный герой может обыскивать. Игроку доступен практически весь инвентарь персонажа-человека, части тела мутантов и некоторые технические детали роботов при обыске таковых.