Atomic Owl ставит игрока в роль Идальго Блейдуинга, птицы, отправившейся спасать своих товарищей. Основной конфликт завязан на противостоянии с колдуном-вороном Омега Вингом, который силой подчинил себе всю его труппу. Сюжет стартует спустя 2 года после этого происшествия, случившегося во время возвращения отряда в раменную. Идальго начинает поход, чтобы исправить содеянное, а помогает ему в этом дерзкий говорящий клинок. Задача героя — отыскать и вызволить павших друзей из-под власти чародея.

Игровой процесс в Atomic Owl предполагает преодоление линейных зон с платформингом и сражениями, требующими хорошей реакции. Герой прорубается сквозь орды врагов Тэнгу, используя умелое владение оружием. Рогалик-структура этого проекта заставляет перепроходить уровни после поражения, позволяя становиться сильнее для следующего захода. Доступен арсенал трансформирующегося вооружения, включая косу Ютамета для дальних атак, а также молот, клинок и кнут.

Персонаж поглощает души Меза у противников, чтобы открывать улучшения и получать стихийные силы огня, ветра и яда. Кроме стандартных боевых приемов, Идальго владеет особыми способностями. Герой способен обращаться в Пустотного Ворона для сокрушения отрядов Тэнгу, а на отдельных участках он взмывает в воздух для планирования над локациями. Анимационный ролик в начале знакомит с завязкой конфликта, а сама игра раскрывает его дальнейшее развитие через озвученных персонажей и динамичные диалоги. Враги разнообразны: от приспешников антагониста до одержимого яичного желтка, который кишит древним злом.