El sistema de batalla del juego se centra en los elementos musicales y en las técnicas especiales.
Eternal Sonata sigue al pie de la letra las características típicas que poseen los videojuegos de rol: El jugador controla a un grupo de hasta 12 personajes para explorar el mundo, hablar con sus habitantes, comprar y vender equipamiento en las tiendas, y encontrar monstruos en los alrededores del campo.
Los puntos de experiencias se otorgan a todos los miembros del grupo, aunque el valor es reducido para los personajes que no participen en la batalla.
Las armas, armaduras y accesorios pueden ser utilizadas para incrementar las estadísticas del personaje, las cuales pueden conseguirse combatiendo, comprando en las tiendas o abriendo los diferentes cofres que se encuentran esparcidos por todo el mapa.
El jugador también puede encontrar partituras que contienen breves composiciones musicales, las cuales pueden ser usadas para ganar premios con algunos NPCs.