Yu-Gi-Oh! Zexal : World Duel Carnival est basé sur les personnages et événements de la série télévisée populaire. Le jeu est centré sur le tournoi World Duel Carnival durant lequel 11 personnages jouables sont en lice pour la compétition. Chaque joueur possÚde un deck de cartes qui lui permet de commencer à jouer directement en choisissant son personnage préféré et participer à des duels féroces avec les cartes qu'ils ont gagné.
Yu-Gi-Oh! Zexal : World Duel Carnival permet aux joueurs de développer le deck des personnages, les plus expérimentés pouvant construire un deck personnalisé à partir des 5,500 cartes disponibles dans le jeu. De plus, 40 des personnages de la série apparaissent au cours de l'aventure. Les nouveaux peuvent quant à eux parfaire leurs compétences de Duelistes durant les phases d'entrainement du jeu, faisant de Yu-Gi-Oh! Zexal World Duel Carnival, un point d'entrée parfait dans le monde de Yu-Gi-Oh!