Gracze mogą wcielić się w 150 zawodników wzorowanych na prawdziwych zawodnikach federacji UFC i nieistniejącej już PRIDE, w tym jej największych gwiazdach. Po raz pierwszy w cyklu pojawiają się reprezentanci lżejszych kategorii wagowych – koguciej i piórkowej – a to dzięki wchłonięciu przez UFC federacji WEC. Tak więc oprócz gwiazd pokroju Brocka Lesnara, Andersona Silvy czy Tito Ortiza, w grze występują także Dominic Cruz czy Uriah Faber. Dzięki bogatym opcjom indywidualizacji cech i wyglądu tworzyć można również własnych zawodników.

Pojedynki w UFC Undisputed 3 toczą się w zamkniętej klatce, zwanej oktagonem lub na klasycznym ringu. Bogactwo dostępnych technik walki sprawia, że starcia są wyjątkowo różnorodne i emocjonujące. Po raz pierwszy w historii serii gracze mogą walczyć według reguł nieistniejącej już japońskiej organizacji PRIDE, które uznawane są za najbardziej brutalne (dozwolone są kopnięcia w głowę leżącego zawodnika). Na uwagę zasługuje realistyczne odwzorowanie pojedynków, które zgodnie z rzeczywistością rozgrywają się w stójce, klinczu czy parterze. Obok wprowadzenia wielu technik do tej pory nieobecnych gruntowne zmiany przeszedł nieco kulejący w poprzednich odsłonach system poddań. Oparty na dwuwymiarowej mini grze daje większą kontrolę niż kręcenie analogiem, a ponad to jest w większym stopniu zależny od umiejętności zawodnika i jego stanu fizycznego.

Twórcy UFC Undisputed 3 starali się, by ich gra zapewniała graczom spore emocje, a jednocześnie odznaczała się intuicyjnie prostym systemem sterowania. W odniesieniu do poprzednich części serii wprowadzono kilka ułatwień, szczególnie w zakresie walki w parterze. Dla przyciągnięcia nowych graczy zmieniono też system treningu. 

W porównaniu do wcześniejszych odsłon serii poprawiona została oprawa wizualna. Na twarzach zawodników widać chociażby grymasy bólu, a wejściu na ring towarzyszy odpowiednia prezentacja. Usprawniono także pracę kamery, która może pokazywać obraz na wzór relacji telewizyjnych. 

Nie zapomniano również o miłośnikach starć w trybie multiplayer. Pojedynki z żywymi przeciwnikami w UFC Undisputed 3 toczyć można zarówno korzystając ze wspólnej konsoli, jak i poprzez Internet.