Duke Nukem: Manhattan Project содержит 24 миссии, которые пройдут на 8-ми разных локациях. Уровень завершается тем, что герой обезвреживает бомбу и спасает девушку. Обезвредив взрывчатку, он получает ключ к другой главе. На этот раз знаменитому герою Дюку Нюкему предстоит сразиться с безумным Мехом Морфиксом на просторах Манхэттена. Ученый превращает животных в озлобленных мутантов с помощью Глюоновой Жидкой Омега ПротоПлазмы.
Помимо безудержного экшена, игра представлена элементами платформера. Дюк Нюкем способен высоко прыгать, лазать по канатам и делать сальто. Помимо стандартного отстрела врагов, протагонист может ломать вражеские кости с помощью тяжелых башмаков. Оружие в Duke Nukem: Manhattan Project самое разнообразное: пистолет Golden Eagle, дробовик, пулемет, и ракетница под названием Pneumatic Rocket-Propelled Grenade Launcher. Есть несколько необычных стволов, таких как Shrinker и плазмаган. Герой посетит не только улицы Нью-Йорка, но и его канализации. Там кишат мутировавшие крысы, тараканы и различная другая нечисть.
На поверхности будут поджидать самые фантасмагоричные враги. Крокодил в сомбреро и с пистолетами, свинокоп в броне и дробовиком. Все они порождения безумного ученого, к которому Дюк прорывается сквозь полчища монстров. Если на пути героя попадаются маленькие насекомые, то лучше лишний раз задавить их заранее, пока они не мутировали в огромных насекомых, размером с человека. Добравшись до подземного комплекса, выступающий штаб-квартирой Морфикса, требуется расправиться с ним раз и навсегда, чтобы остановить хаос, который он смог посеять за столь короткий срок.