В начале игры маленький безымянный мальчик пробирается сквозь лесную чащу, убегая от вооружённых людей и собак. Выбравшись из леса, мальчик попадает на ферму, где находит мёртвых свиней, в тушах которых копаются странные черви. Он также видит странно ведущих себя людей, напоминающих зомби; люди, ранее преследовавшие мальчика, загружают их на грузовики и увозят. Мальчик находит шлем, который позволяет ему управлять «зомби» в окрестностях. Миновав ферму, мальчик попадает в город, по которому под присмотром охранников с собаками двигаются колонны «зомби». В какой-то момент мальчик и сам случайно попадает в одну из колонн и вынужден притворяться одним из бездумно марширующих «зомби». Убегая от преследования, мальчик попадает на гигантскую, частично затопленную фабрику; головоломки в этой части игры требуют от игрока управлять растущей группой рабочих-«зомби», покорно следующих за мальчиком.

Limbo — це 2D платформер, побудований на основі фізики рушія Box2D, що відповідає за керування об'єктами навколишнього середовища та ігровим персонажем. Гравець керує неназваним хлопчиком, бачачи світ збоку. Він має спрямовувати його крізь небезпечне середовище та пастки в пошуках сестри. Дозволяється рух вправо і вліво, стрибки і взаємодія з об'єктами. В разі загибелі персонаж опиняється на початку глави, яких всього є 39 (40 разом із секретною). Розробниками було побудовано такий дизайн головоломок, за яким хлопчик неодмінно буде помирати перед тим, як знайде розгадку. Playdead назвали такий стиль гри стилем «спроб та смертей» та використовують образи жахливої смерті хлопчика у разі невдачі, аби підштовхнути гравця до правильного шляху. Пройдені раніше глави можна пройти заново. На деяких сховані секрети у вигляді білих яєць. Знайшовши їх, гравець отримає значки досягнень.