シナリオの分岐点において、ソウルジェムが完全に穢れきっていると、魔法少女が魔女化してしまう。原作のキュゥべえと同様に魔女化させるように行動するか、あるいは感情値を減少させることで魔女化させないように進行するかはプレイヤーに委ねられる。進行次第では、5人の魔法少女が協力してワルプルギスの夜と戦うこともできる。

また、特定の条件を満たすことで、暁美ほむらとしてプレイが可能になる「ほむらルート」が解禁される。

ダンジョンパート

魔女の巣くう「魔女結界」を発見するとダンジョンパートに移行する。

ダンジョンパートは鹿目まどか、巴マミといった魔法少女となって結界の中に徘徊する魔女の使い魔と戦う3DダンジョンRPGとなっている。仲間がいる場合は、複数の魔法少女を切り替えることも可能。美樹さやかは近距離戦が得意、巴マミは遠距離から飛び道具での攻撃が得意・・・とキャラクターによって得意な戦法があるため、それぞれの特徴を活かしてキャラクターを切り替えることが重要になる。MP（マジックポイント）を消費することで「ティロ・フィナーレ」などの強力な魔法を使うこともできる。HP、MPはターンが経過するごとに徐々に回復するが、その分ソウルジェムが黒く穢れて行く。ソウルジェムはグリーフシードを使用する（または鹿目まどかの習得する魔法「天上の祈り」を使う）ことで浄化できるが、入手できる数には限りがあるので使いどころを考える必要がある。ダンジョンの最深部に到達できればボスキャラクターである魔女との戦いになる。魔女を倒せばグリーフシードを獲得し、再びアドベンチャーパートに戻る。

キャラクターの育成

キャラクターにはいくつかのパラメータが存在する。敵を倒し経験値を貯めることでレベルアップし、能力が上昇する。また、ダンジョン内に落ちている能力値上昇アイテムを使用することで能力値を補正することもできる。

LV（レベル）	キャラクターの強さのおおよその目安となる数値。ダンジョンで敵を倒し、経験値を貯めることで上昇する。
SG（ソウルジェム）	魔法少女の魔力の源となる宝石。卵型のマークで表示される。HP、MPはターンの経過で徐々に回復して行くが、それに伴いソウルジェムに穢れが貯まってゆく。穢れが蓄積すると攻撃力が低下し、最終的にはMPを使用できなくなる。グリーフシードで浄化できるが、完全に穢れ切ってしまうと浄化不能になり、ルートによっては魔女化へとストーリーが分岐する。
HP（ヒットポイント）	生命を表す数値。これが無くなると戦闘不能になる。全ての魔法少女が戦闘不能になるとゲームオーバー。
MP（マジックポイント）	魔法力を表す数値。これを消費して魔法を使用する。緑の星マークで表される。
STR（ストレングス）	力の強さを表す数値。格闘攻撃で与えるダメージに影響。
CON（コンセントレーション）	集中力を表す数値。射撃攻撃で与えるダメージに影響。
VIT（バイタリティ）	体力を表す数値。受けるダメージの減少量に影響。
DEX（デクスタリティ）	器用さを表す数値。攻撃の命中率に影響。
AGI（アギリティ）	素早さを表す数値。敵からの攻撃の回避率に影響。
感情値	感情の高ぶりを表す数値。画面右下に表示される。感情値補正とソウルジェムの穢れやすさに影響。感情値補正の倍率がその下に表示され、これが高いほど攻撃力や消費MPが上昇する。イベントによる増減の他、複数の敵を同時に倒すことでも変化する。
因果値	その少女の背負った因果＝魔法少女としての素質の大きさを表す数値。魔法少女になった時の最大MPやソウルジェムの穢れにくさに影響する。

魔法の習得

魔法少女は最初から習得している魔法に加えて、新たな魔法を覚えることもできる。

「ステータスを見る」から「マジックツリー」を選択すると魔法習得画面になる。

魔女結界内で時々拾える「スペルブック」と呼ばれるアイテムを消費することで新たな魔法を習得できる。

ただし、特定のパラメータや、別の特定の魔法を習得の条件とするものがある。

本作では剣や弓矢での攻撃なども全て魔法という扱いになっている。

魔法には「格闘」、「射撃」、「補助」、「自動」の4タイプが存在する。多くの魔法はコマンド入力直後に発動するが、一部の強力な魔法は「チャージ攻撃」と言って発動までターン経過が必要なものもある。

属性

キャラクターや攻撃、魔法には属性が設定されている。

属性は3すくみの関係になっており、相手の弱点属性で攻撃すると「効果的」となり与えるダメージが大きくなる。逆に不利な属性で攻撃しても「あまり効かなかった」と表示され、与えるダメージが通常より小さくなる。

また、相手のチャージ攻撃を弱点属性で攻撃すると、攻撃をキャンセルできる。

以下がその例である。

属性	キャラクター	魔女	魔法	相性
斬属性	さやか	委員長の魔女など	さやかの「エッジ」、マミの「トッカ」、杏子の「疾風迅雷」など	衝属性に強く、突属性に弱い
衝属性	マミ、ほむら	お菓子の魔女など	まどかの「マジカルスタッフ」、マミの「ティーロ」、ほむらの「鈍器」など	突属性に強く、斬属性に弱い
突属性	まどか、杏子	薔薇園の魔女など	まどかの「マジカルアロー」、マミの「ティロ・フィナーレ」、杏子の「突き」など	斬属性に強く、衝属性に弱い
無属性	-	銀の魔女、ハコの魔女など	ほむらの「大口径拳銃」、「分隊支援火器」など	属性の影響を受けず、弱点も得意属性もない

ゲームモード

「はじめから」「つづきから」「エクストラ」「データインストール」「コンフィグ」の5つのメニューから選択可能。

はじめから

本作のメインモード。ストーリーに沿ってアドベンチャーパートとダンジョンパートを行き来し、魔女たちと戦って行く。シナリオをクリアするごとに選択できるストーリーが増える。クリア時にはプレイ内容が評価され、感情エネルギーを獲得できる。獲得した感情エネルギーは後述する「ショップ」で使用できる。また、ゲームオーバー時にギブアップすることでも少量ながら感情エネルギーを獲得できる。前述の通り、2回目以降のプレイではレベルはリセットされるが、因果値は継承されるのである程度有利な状態で始めることができる。ゲーム途中でセーブすることで、電源を切っても「つづきから」遊ぶことができる。

つづきから

アドベンチャーパートではセーブしたところから再開。

ダンジョンパートでは中断セーブからの再開となる。中断セーブは再開するとセーブデータが消去されるのでやりなおしがきかない。

謎の魔女結界

本編シナリオをクリアすると選択可能になるエクストラモード。自動生成されるダンジョンパートのみのモードで最奥部に潜む魔女を倒すのが目的。本編の魔女結界とは違い、異なる魔女の手下が登場する。最初から5人の魔法少女を選択可能だが、魔法は本編で覚えたことがある魔法を「ショップ」で解禁した上で、スペルブックで習得する必要がある。クリアすることで感情エネルギーを獲得できる。魔法少女たちのレベルや覚えた魔法はこのモードに限ってクリア後も継承されるが、本編には影響しない。

まどか☆マギカショップ

本編シナリオクリア後に解禁されるエクストラモード。本編および謎の魔女結界で獲得した感情エネルギーでイベントCGやムービー閲覧、魔法、特殊アイテムなどの様々な特典を解禁できる。このモードで魔法を購入しておかないと、謎の魔女結界では魔法が習得できない。

まどか☆マギカ図鑑
エクストラモード。本編に登場したキャラクター、魔女、魔法、チュートリアルを図鑑形式で確認できる。ショップで解禁することでイベントCGの閲覧や本編のシナリオの再生もできるようになる。
データインストール。本編のデータの一部をメモリースティックDuoに保存することでロード時間を短縮することができる。メモリースティックデュオの空き容量が100MB以上必要。
コンフィグ。ボイスやBGM、SEの音量やメッセージスピードの変更、データインストールの使用の有無を決定する。

引用ここまで

ルート紹介

「夢の中で逢った、ような…」

最初からプレイ可

通称まどかルート。アニメと同一の時間軸でのお話だが、意外な形で結末を迎える。

チュートリアル的なことやイベント戦闘がほとんどで、初プレイでは自由度がないように感じてしまうかもしれない。

プレイ可能キャラ	巴マミ（初盤のみ）、暁美ほむら（お菓子の魔女戦のみ）、美樹さやか（中盤から）、佐倉杏子（終盤の影の魔女戦のみ）
因果値上げ対象キャラ	鹿目まどか（ただし、クリア前に魔法少女になる為、感情値の精算対象となる。）、美樹さやか（初盤のみ）

「あなたが側にいてくれるなら」

発生条件：まどかルートクリア

通称マミルート、巴マミを主軸にしたストーリー。

プロローグ(お菓子の魔女戦)の後、一端物語はマミが魔法少女デビュー当時の頃にまで巻き戻る。

このストーリーには魔法少女になる前のほむらが登場する為に、原作における1周目の時間軸に相当する。

余談だがマミが魔女化に至るまでの展開はあまりにも鬱すぎる。

プレイ可能キャラ	巴マミ、鹿目まどか
因果値上げ対象キャラ	巴マミ（過去編のみ）、鹿目まどか（過去編のみ）、暁美ほむら（ただし、クリア前に魔法少女になる為、感情値の精算対象となる。）
ゲストキャラ	佐倉杏子
魔女化対象キャラ	巴マミ（回避可能）

「私が願った、奇跡」

発生条件：マミルートを魔女化回避でクリア

通称さやかルート、メガネの契約したほむらが登場する。

ほむらのまどかに対する発言から彼女が魔法少女になった直後と推測できる。

故にマミルートの直後、２周目の時間軸と思われるが、魔女化する展開は本編第8話終盤から第9話を意識したものになっており、魔女化時のEDは10話3周目の時間軸を意識していたりと、更にほむらは美樹さやかが魔法少女になる可能性があることを知っているなど、中盤からエンディング前までオリジナルストーリーになっていたりする。

やはりさやかが魔女化する展開もあまりにも鬱すぎる。

プレイ可能キャラ	鹿目まどか、暁美ほむら、巴マミ（序盤のみ）、美樹さやか（中盤から）、佐倉杏子
因果値上げ対象キャラ	美樹さやか（序盤のみ）
魔女化対象キャラ	美樹さやか（回避可能）

「残された最後の希望だったんだ」

発生条件：さやかルートを魔女化回避でクリア

通称杏子ルート、本編やまどかルート同様マミが死亡しさやかが契約後ではあるが、以降は杏子の過去の回想を挟んだオリジナルとなっている。ほむらが眼鏡を外した後から本編までの時間軸の一つと思われる。

このルートは計画性が必要になってくる高難度ルートである。ついでに精神的にも高難度。なぜなら杏子の回想というだけですでにアレなのに…。

なおマミは既に死亡している為登場しない。

プレイ可能キャラ	佐倉杏子、暁美ほむら（杏子魔女化の場合武旦の魔女戦のみ）
因果値上げ対象キャラ	佐倉杏子（過去編のみ）、鹿目まどか（ただし、クリア前に魔法少女になる為、感情値の精算対象となる。）
ゲストキャラ	暁美ほむら、美樹さやか
魔女化対象キャラ	佐倉杏子（回避可能）、美樹さやか（回避不可）、鹿目まどか（戦闘無し、回避不可）

「運命はきっと変えられる」

発生条件：杏子ルートクリアorマミルートかさやかルートを魔女化展開でクリア

通称ほむらルート。

アニメと同一の時間軸でのお話をほむらの視点で行う。そのため一番分岐が多く自由度が高い。実はさやかを魔法少女にしないとベストEDに行けない。（おそらく杏子の意識改革が必要だからだと思われる）

プレイ可能キャラ	暁美ほむら、巴マミ、美樹さやか、佐倉杏子
因果値上げ対象キャラ	鹿目まどか、美樹さやか
魔女化対象キャラ	暁美ほむら（戦闘無し、回避可能）、美樹さやか（回避可能）