O jogo é exibido em um formato de rolagem de cinto, como Kunio-kun. Em contraste com os níveis de arena em Kunio-kun, Double Dragon ocorre em um mundo de rolagem lateral contínua.

O jogador assume o controle do artista marcial Billy Lee, ou seu irmão gêmeo Jimmy (também conhecido como Hammer e Spike nos materiais suplementares para o lançamento do arcade americano), enquanto eles lutam para entrar no território da gangue Black Warriors para resgatar A namorada de Billy, Marian. O personagem do jogador tem um repertório de técnicas de artes marciais que pode executar usando o joystick e três botões de ação (chutar, pular e socar) individualmente ou em combinação. As técnicas variam de socos e chutes básicos a ataques mais elaborados, como arremessos e cotoveladas. Ao jogar com outro jogador, pode-se agarrar um oponente por trás, permitindo que o outro ataque sem impedimentos; alguns inimigos são capazes de fazer a mesma coisa com os jogadores. O jogador começa o jogo com um certo número de vidas extras e um medidor de vida que se esgota conforme o jogador recebe acertos e deve completar cada estágio dentro de um limite de tempo. Uma vida é perdida se o medidor de vida ou o cronômetro chegar a zero, ou se o personagem do jogador cair da parte inferior da tela ou cair em um buraco, rio ou leito de espinhos.

Certos inimigos carregam armas brancas, que podem ser arrancadas de suas mãos e apanhadas para serem usadas contra eles. As armas disponíveis incluem bastões de beisebol, chicotes, facas de arremesso e dinamite; além disso, pedras, tambores de óleo e caixas podem ser encontrados em determinados locais.

A gangue Black Warriors consiste em seis membros recorrentes e seu líder de gangue. Williams e Rowper são os bandidos comuns ao longo do jogo. Williams usa uma regata, enquanto Rowper usa um colete sem camisa combinando com a cor de sua calça. Os dois ocasionalmente aparecem empunhando uma arma como um taco de beisebol, uma faca de arremesso ou uma banana de dinamite, com Rowper também tendo a habilidade de levantar e arremessar objetos pesados, como tambores de óleo e caixas. Linda é a única mulher da gangue e usa um collant roxo. Às vezes ela aparecerá armada com um chicote. Existem dois tipos de inimigos de homens fortes altos: um homem forte careca que aparece como um subchefe recorrente e um homem forte com moicano que serve como chefe final da Missão 1 (com pele escura) e Missão 3 (com pele verde). Na época do lançamento da versão arcade, a versão do homem forte careca foi nomeada Zack, enquanto a versão moicana escura foi nomeada Jack, com Abobo sendo a versão verde, embora esses nomes tenham caído em desuso em versões posteriores do console que incluem apenas o homem forte careca ( que acabaria sendo renomeado Abobo). Jeff é uma troca de cabeça dos irmãos Lee, que primeiro aparece como o chefe final do segundo estágio e depois aparece como um subalterno recorrente nos dois estágios finais. Willy é o líder da gangue e chefe final do jogo. Ele está armado com uma metralhadora capaz de causar grandes danos ao jogador.

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