По геймплею игра напоминает предыдущее творение Relic Entertainment — серию Warhammer 40,000: Dawn of War. Игрок командует отрядами бойцов, а не отдельными единицами (исключение составляет техника и уникальные боевые единицы), во главу угла поставлена борьба за ресурсы. Каждая сторона в игре разделена на три уникальных направления-пехотное, десантное и танковое у американцев и оборонительную, наступательную и пропагандистскую у немцев, продвижение в которых даёт доступ к новым боевым единицам и атакам (например, налёт штурмовиков).

Подобно Warhammer 40,000: Dawn of War, в игре присутствует система «раздачи» оружия. Это означает, что игрок может решить, каким оружием оснащать свой взвод пехоты или инженеров. Отличием является то, что, во-первых, взводы после гибели могут оставлять оружие, а во-вторых, взводы, в которых ещё присутствуют бойцы без спецоружий, могут подбирать его. Это относится даже к оружию стационарного типа, такому как противотанковые орудия, станковые пулемёты и миномёты.

Другим важным отличием является то, что отряды (включая технику) в игре теперь имеют четыре уровня опыта. Каждый уровень повышает скорострельность, повреждение, скорость, здоровье, броню или дальность обзора боевой единицы, в зависимости от её типа. Новые возможности у боевых единиц не появляются.

Изменены также условия пополнения войск — отряды могут пополняться лишь около бараков, полевых бараков или грузовика поддержки.

Одно из наиболее существенных нововведений заключается в изменении контроля над пехотой. У каждого пехотного взвода есть параметр здоровья (health) и морали (suppression), подобно Warhammer 40,000: Dawn of War, но в CoH был добавлен ещё один элемент — укрытие (cover). Во время боя или перемещения по вражеской/нейтральной территории бойцы теперь стараются встать так, чтобы они лучше всего были защищены от неприятеля — за стеной, стогом сена или тем, что осталось от свежеподбитого танка. При передвижении солдаты отряда стараются прижиматься к стенам, рассредотачиваться использовать окопы и траншеи для прикрытия. Это означает, с одной стороны, что теперь бойцы смогут лучше справиться с неприятелем даже без прямого контроля игрока, а с другой стороны, отнимает некоторую свободу у игрока (легко, впрочем, восстанавливаемую в опциях геймплея). Укрытие для своих бойцов игрок может создавать и сам — в основном с помощью инженерных войск. В распоряжении игрока — мешки с песком, противотанковые ежи, колючая проволока, бункеры и мины наряду с уже расположенными на карте заборами, зданиями и полосами плотного кустарника.

Боевой дух пехоты также сильно влияет на ход боя. Взвод, попавший под пулемётный, артиллерийский или миномётный огонь, автоматически припадает к земле, у него снижается скорость стрельбы и передвижения. Если игрок не принимает меры, то взвод вообще перестаёт откликаться на приказы и стрелять, переходя в режим pinned down, буквально «прижат к земле».

В результате всех нововведений темп сражений (но не игры) сильно замедляется, так как стратегически расположенный пулемёт вкупе с миномётом может остановить (если не уничтожить) множество обычных пехотных взводов. Всё это наряду с довольно малым максимально возможным количеством боевых единиц и возможностью строить укрепления самому превращает игру в довольно интересную смесь RTS и варгейма.

Кроме одиночной кампании игра позволяет проводить многопользовательские матчи по локальной сети или Интернет с количеством игроков от 2 до 8. Для Company of Heroes Relic Entertainment запустила новую online-систему для игры по Интернет, названную Relic Online. Предыдущие игры от Relic использовали сервисы GameSpy Arcade или World Opponent Network. Эта система имеет многие возможности, которых не было в предшествующих системах, включая встроенную ранговую систему.

Игра практически копирует знаменитый телесериал (Братья по оружию), а первая миссия абсолютно идентична началу фильма (Спасти рядового Райана). Что касаемо фильма (Братья по оружию), то почти половина игры (за исключением первой миссии) абсолютно идет по фильму. Например вторая миссия - высадка десантников. Именно так высаживались главные герои фильма. Далее есть миссия, в которой вам в самом начале необходимо штурмовать здание, которое точь-в-точь похоже на серию из фильма о штурме кафе. Так же капитан вашей роты говорит на протяжении всей игры "Рота Эйбл" - это всего лишь небольшая перефразировка название роты из фильма (Братья по оружию); там ребят называли "Рота Изи".