Вся получаемая по ходу игры информация — данные о полученных заданиях, карты, видеофайлы и т.д. — заносится в «Пип-Бой» (Pip-Boy) — КПК главного героя. Он же служит для чтения голодисков.

Игра на локациях идёт в режиме реального времени, при необходимости с помощью Пип-Боя игрок имеет возможность пропустить какой-либо отрезок времени. При перемещении по глобальной карте ход времени резко ускоряется. В Fallout присутствует смена дня и ночи. Игрок имеет возможность в любой момент сохранить прогресс. Бои идут в пошаговом режиме; тот, кто начинает бой, получает преимущество первого хода, в дальнейшем очередность ходов определяется порядком действия персонажа (производная характеристика SPECIAL). Игрок способен провести обычную атаку, либо он может прицелиться и ударить в определённую часть тела противника. Некоторые виды оружия имеют несколько режимов атаки (например, автоматы могут стрелять одиночным выстрелом или очередью).

Игрок располагает обширным набором действий. Можно обыскивать шкафы, столы, трупы людей и животных, открывать и закрывать незапертые двери, попытаться совершить кражу у любого персонажа. В определённых местах можно торговать, продавая, покупая и обменивая предметы. Любое существо можно атаковать голыми руками или оружием, на любом персонаже можно применять разнообразные предметы с различными последствиями — к примеру, если применить на человеке алкогольный напиток, то у него снизится восприятие, что облегчает кражу; можно также запустить часовую бомбу и подложить её кому-либо в карман. С частью персонажей можно вести диалог. В ходе игры Выходцу придётся взламывать двери, работать с компьютерами, обнаруживать ловушки, чинить вещи, и для успешного осуществления всех данных действий необходимо наличие соответствующих умений.

Развитие личности Выходца происходит по мере приобретения им опыта. Очки опыта даются за выполнение квестов, получение важной информации, успешное применение навыков и за любое убийство. Когда накопленные очки опыта достигают определённого уровня, Выходец получает очередной уровень опыта, немного увеличивающий его очки жизни и дающий баллы, которые можно по своему усмотрению распределить для увеличения уровня умений. Через каждые три или четыре уровня опыта игрок может выбрать дополнительный бонус (перк). Бонусы немного улучшают качества и способности персонажа.

В игре присутствует карма — характеристика героя, которая меняется в зависимости от совершённых Выходцем действий (хороших или плохих). В начале игры карма нейтральна. Игрок при выполнении квестов делает моральный выбор между тем, каким способом их проходить. Нередко разные способы выполнения квеста дают разное количество опыта. Карма включает в себя числовой показатель репутации и титулы, которые может получить Выходец в случае совершения определённых действий (например, титул «Детоубийца» герой получает в случае убийства хотя бы одного ребёнка; а в случае, если показатель репутации достигнет 25 очков, персонаж получает титул «Чемпион»).

Случайные встречи

Во время перемещения по глобальной карте время от времени (пропорционально Удаче и в зависимости от района карты) происходят случайные встречи. Встреча происходит на локации, соответствующей текущей местности. Встретить в пустыне можно кого угодно: торговый караван, одинокого путешественника, диких животных или бандитов. С торговцами и путниками можно торговать; с дикими животными и бандитами можно вступить в бой или попытаться убежать.