Il gameplay si presenta diverso da quello dei capitoli precedenti, anche se il compito principale del giocatore è ancora una volta quello di difendersi da un animatronic malfunzionante durante il turno di notte. Il giocatore deve controllare due differenti sistemi di telecamere (telecamere di sicurezza e telecamere poste all'interno del sistema di ventilazione) e tre sottosistemi; audio (usato per attirare l'animatronic lontano dall'ufficio del giocatore), videocamere (usato per osservare e monitorare l'animatronic), e ventilazione (che deve essere mantenuta in esecuzione per evitare di vedere allucinazioni durante il turno del giocatore.) I sottosistemi possono fallire periodicamente e devono essere riavviati per evitare effetti indesiderati.

Il gioco si compone di cinque notti, aumentando di difficoltà, e completando tutti e cinque le notti, si sblocca un livello ancora più difficile: "Nightmare". Tra i livelli, il giocatore è in grado di giocare uno dei diversi minigiochi a bassa risoluzione usando gli animatronics dal primo gioco, con diversi accenni vaghi sparsi per i livelli che i giocatori devono decifrare. Una volta decifrati i suggerimenti, si potranno sbloccare contenuti extra, quali minigiochi aggiuntivi e un menu dei codici.
Animatronic
Springtrap: un ibrido costume/animatronic di colore giallo oro e malfunzionante, inizialmente chiamato dai fan della serie prima del rilascio di un nome ufficiale,"Golden Bonnie". Ha due modi per attaccare un giocatore: dalla porta a sinistra e dietro alla telecamera, esattamente come Freddy nel primo gioco della serie. Si sposta di stanza in stanza camminando oppure strisciando nei condotti. Quando sarà possibile vederlo davanti la vetrata dell'ufficio correrà verso la porta sinistra e non ci sarà più modo di farlo andare via. A differenza dei Phantom animatronics, Springtrap non possiede un "jumpscare" ma appare all'improvviso davanti al giocatore muovendosi ben poco. Pochi giorni dopo l'uscita del gioco si è scoperto che a controllare questo animatronic è il temibile Purple Guy, o meglio il suo spirito (anche se all'interno dell'animatronic si può vedere un corpo in putrefazione).Oltretutto è stata pubblicata una registrazione anonima dove si potrà udire l'apparente uccisione del Purple Guy da parte degli animatronic, e verrà rivelato che il vero nome del Purple Guy è Vincent. Alcuni fan del gioco suppongono che Springtrap non sia altro che il più vecchio di tutti gli animatronic, che i lavoratori della Freddy Fazbear's Pizza credevano rotto del tutto. L'animatronic sembrerebbe esser sopravvissuto all'incendio del Fazbear's Fright.
Phantom Foxy: simile a Withered Foxy ma di colore più scuro e privo del braccio destro (il quale si trova nella scatola nel nostro ufficio). Prima di attaccare, si vedrà per una frazione di secondo in piedi, per poi saltarci addosso. Il suo attacco causerà un errore del sistema di ventilazione. Nel menu extra del gioco si potrà vedere che Phantom Foxy possiede una testa stranamente grande e sproporzionata rispetto al corpo.
Phantom Balloon Boy: gli unici cambiamenti di Balloon Boy sono due: il primo nella texture, il secondo per il fatto che abbia (come tutti richiedevano) un "jumpscare". Apparirà nell'ufficio appena lo vedremo nelle telecamere.
Phantom Chica: simile alla Chica del primo gioco, ma priva del braccio sinistro. Apparirà nell'ufficio quando la vedremo nelle telecamere. Ogni volta che appare nell'ufficio la console della sala giochi mostra la faccia di Phantom Chica in bianco e nero e una volta voltatosi il giocatore e effettuerà il "jumpscare".
Phantom Freddy: simile a Freddy nel primo gioco ma privo dell'orecchio sinistro e tiene in mano un microfono. rispetto agli altri tre precedenti sarà l'unico animatronic (assieme a Springtrap) che si potrà veder camminare davanti alla vetrata dell'ufficio e se lo si osserverà per troppo tempo mentre passa attraverso la vetrata egli cadrà a terra per poi attaccare indebolendo il giocatore e causando un errore del sistema di ventilazione.
Phantom Puppet: È un animatronic/allucinazione come gli altri, ma con l'unica differenza che non attaccherà molto spesso, però renderà il giocatore vulnerabile agli attacchi di Springtrap e coprirà la visuale per qualche secondo, dopodiché, alcune volte attaccherà mostrando la sua faccia in bianco e nero per un attimo, poi continuerà a fissare il giocatore. Molto spesso Springtrap attaccherà prima che Phantom Puppet lasci stare il giocatore. Come Phantom Balloon Boy apparirà nelle riprese delle telecamere in piedi, dopodiché comparirà nell'ufficio. Si può evitare ricaricando sempre la ventilazione sul menu di sistema. Il suo attacco di solito non causerà errori del sistema ma alcune volte ne potrà causare due, di ventilazione e del sistema audio.
Easter Eggs
Phantom Mangle: è un'allucinazione di Mangle, molto simile a quello del secondo gioco ma rovinato e bruciato. Sarà molto facile incontrarlo. Apparirà davanti alla vetrata dell'ufficio dopo averlo visto in alcune stanze seguito da un segnale radio distorto, ma non attaccherà direttamente il giocatore, però il segnale radio, oltre ad essere un fastidio per l'audio del giocatore, attirerà più vicino all'ufficio Springtrap. Il segnale radio distorto risulterà come errore audio, pertanto il giocatore dovrà riavviare il sistema audio. Questo animatronic è considerato un easter egg poiché non appare nel menu extra sbloccabile alla fine del gioco e non ha nessun tipo di jumpscare. Nonostante ciò è molto attivo come gli altri Phantom.
Purple Freddy: il costume di Golden Freddy che apparirà raramente nella parte sinistra dell'uffico. Se si aumenta la luminosità, si potrà vedere che il suo corpo è viola. Stranamente il suo costume sembra essere rovinato come quelli dei Phantom, perciò si suppone possa essere un fantasma. Appare in un minigioco come Golden Freddy.
Cupcake: è il cupcake che veniva portato da Chica prima di trasformarsi in un'allucinazione. Diventa autonomo e appare molto raramente nell'ufficio, dove può fare la sua apparizione anche di colore grigio.
Minigiochi a fine notte
Ogni volta che finisce una notte e si arriva alle 6 del mattino, inizierà un minigioco. Nel primo minigioco comandando Freddy dovremo seguire un animatronic somigliante a Freddy di colore viola (Purple Freddy) che dirà "Follow Me" e ci condurrà in una stanza dove non riusciremo a entrare e apparirà la scritta "ERROR". Dopo di che, se ci allontaneremo, arriverà il Purple Guy e ci smonterà. Succederà la stessa cosa nel secondo, terzo e quarto minigioco e dovremo comandare rispettivamente Bonnie, Chica e Foxy, per poi farci smontare dal Purple Guy. La quinta notte comanderemo l'anima del quinto bambino che potrebbe essere Golden Freddy ma il suo aspetto ricorda quello del Puppet (tuttavia lo spirito del bambino all'interno del Puppet è nero, come provato nel minigame di Shadow Bonnie). Stavolta non ci sarà più Purple Freddy, ma dovremo fare la stessa strada dei precedenti minigiochi. Una volta entrati nella stanza che prima era bloccata, ci saranno altre quattro anime di bambini (quelle degli animatronics che erano stati distrutti) e il Purple Guy che sembra terrorizzato da loro. Dovremo andargli in contro e lui inizierà a evitarci, per poi scappare e nascondersi nel costume di Springtrap per difendersi. Inizialmente l'uomo sembra aver ingannato i fantasmi, ma essi lo ingannano a loro volta, dato che il Purple Guy, indossando il costume/animatronic verrà schiacciato dai blocchi a molla, facendolo schiacciare anche dall'endoscheletro all'interno del costume. Infine il Purple Guy morirà in una pozza di sangue, probabilmente per un malfunzionamento del costume: il malfunzionamento durante il gioco viene descritto da una registrazione dell'uomo al telefono dei precedenti giochi, che spiega che originariamente c'erano due ibridi costume/animatronic (Springtrap e Golden Freddy) che dovevano consentire ad un essere umano di essere indossati tramite il blocco dei meccanismi a molla, facendo spazio ad un corpo umano; tale meccanismo però era difettoso,e parecchi lavoratori sono morti all'interno o si sono feriti, alla fine la tuta è stata abbandonata nella Safe Room, che successivamente sarà murata per problemi di budget. Il Purple Guy non sapeva cos'era tale ibrido animatronic (dato che non era uno dei lavoratori che poteva sapere l'informazione) ed ha fatto dei movimenti bruschi saltando nel costume/animatronic ed ha alitato sui meccanismi a molla (ridendo), rompendo le due regole più importanti per indossarlo e causando il malfunzionamento. Così termina la "prima" vita del Purple Guy, in preda a spasmi cadrà nella sua stessa pozza di sangue, fino a quando i suoi occhi saranno privi di vita e lui non si muoverà più. Il nome dell'animatronic "Springtrap" ha effettivamente il significato "trappola a molla", in quanto i meccanismi difettosi intrappolano chi indossa la tuta schiacciandolo e uccidendolo brutalmente.
Minigiochi segreti
Durante le notti ci saranno degli Easter Eggs che corrispondono a dei minigiochi dove comanderemo alcuni animatronics del secondo gioco e un alto animatronic che è Golden Freddy e per attivarli dovremmo cliccare nella telecamera in una stanza in particolare sui disegni sui muri (escludendo il minigame di Golden Freddy e Shadow Bonnie). Per scoprire come attivare i minigiochi ci sono degli indizi che si trovano nei minigiochi a fine notte. In questi minigiochi ci sono degli obbiettivi segreti, ovvero trovare cinque bambini che piangono (quelli uccisi da Purple Guy) e consegnarli una torta, finendo il minigioco con il "Cake Ending". Dopo aver dato la torta a tutti e cinque i bambini e si sbloccherà il gioco Happiest Day, che servirà per fare il finale buono del gioco, dal momento che terminando le cinque notti regolarmente ci sarà il finale cattivo. Il finale è "buono" perché le anime dei bambini imprigionate negli animatronics verranno liberate.

BB's Air Adventure: per attivarlo dovremo cliccare due volte nei disegni appesi al muro nella CAM 08. L'indizio che ci viene dato è nel minigioco di Freddy dove vedremo a sinistra del corridoio la scritta "BBdblclick" ovvero "BB double click" il modo per attivarlo. Comandando Balloon Boy dovremo raccogliere 8 palloncini. Nella prima stanza in cui ci troveremo, ci saranno 7 palloncini rossi, mentre l'ottavo è nascosto. Passando attraverso la parete cadremo giù in una stanza grigia dove ci sono altri tre Balloon Boy ma che piangono. Dopo aver attraversato la stanza troveremo l'ottavo e ultimo palloncino (il quale cambia colore più volte) che se raccoglieremo finirà il minigioco. Dopo aver raccolto i primi 7 palloncini apparirà una porta d'uscita nel caso volessimo abbandonare il minigioco. Il "Cake Ending" si sblocca passando attraverso la parete opposta, a questo punto cadremo su un palloncino. Dopo di che dovremo saltare sulla strada composta da altri palloncini, fino a trovare un bambino che piange per consegnarli la torta.
Mangle's Quest: questo minigioco può essere attivato nella prima o nella seconda notte, cliccando in alto a sinistra, poi in basso a sinistra, poi in alto a destra e infine in basso a destra nella macchina arcade della CAM 07. L'indizio che ci viene dato per attivarlo è nel minigioco di Freddy dove a destra del corridoio ci sono una serie di quattro set di rettangoli con un rettangolo evidenziato in giallo in ogni set, ovvero la sequenza da fare. Comandando Mangle dovremo recuperare le sue parti meccaniche per rimetterla in sesto, ma facendo attenzione a un bambino che tenterà di prenderci e smantellarci. Dopo aver raccolto tutti i pezzi per fare il "Cake Ending" dobbiamo attraversare la parete e cadremo in una stanza con il cielo stellato. Troveremo la stessa strada di palloncini del minigioco di BB, ma saranno disposti in salita. Arrivati in cima ci sarà una mezza Luna, ma invece di un bambino che piange dovremo semplicemente raccogliere una torta.
Chica's Party: questo minigioco può essere attivato solo ed esclusivamente nella terza notte, cliccando su quattro cupcake grigi con gli occhi che appariranno raramente nelle telecamere. L'indizio che ci viene dato è nel minigioco di Bonnie dove a sinistra del corridoio appariranno appunto i quatto cupcake grigi da raccogliere. Comandando Toy Chica dovremo raccogliere quattro tortine da consegnare rispettivamente a quattro bambini tristi. Una volta consegnate la tortine apparirà una porta d'uscita. Per fare il "Cake Ending" dovremo consegnare la torta a un bambino che piange, il quale si trova in una stanza nascosta, raggiungibile attraversando la parete in alto a sinistra.
Stage01: questo minigioco può essere attivato solo ed esclusivamente nella quarta notte, cliccando su piastrelle precise nella parete del nostro ufficio, tra il cestino e la scatola delle teste dei Toy Animatronics. L'indizio ci viene dato nel minigioco di Chica dove a sinistra del corridoio apparirà la sequenza di numeri "395348" ovvero quella delle piastrelle che dovremo cliccare. In questo gioco pare che ci troviamo nella primissima pizzeria della storia e ci saranno Golden Freddy e Springtrap ancora in buone condizioni. Comandando Golden Freddy dovremo raggiungere un bambino che piange per dargli la torta, il quale è raggiungibile salendo sul tetto e saltando a destra, ma dovremo stare attenti a come ci muoviamo, perché potremo restare bloccati e non aver via di fuga se non la porta d'uscita.
Glitch Minigame: questo minigioco può essere attivato solo ed esclusivamente nella quinta notte, cliccando su una figura di Shadow Bonnie (quello del secondo gioco) sulla destra della scrivania dell'ufficio. L'indizio che ci viene dato è proprio Shadow Bonnie, il quale apparirà nel minigioco di Foxy a destra del corridoio. Comandando Shadow Bonnie potremo volare in una stanza chiusa dove fuori c'è un bambino che piange. Per raggiungerlo dovremo andare nella stanza del minigioco di Balloon Boy (perché Shadow Bonnie può teletrasportarsi in tutte le stanze dei minigiochi precedenti premendo il tasto S) e attraversare la parete, dopo di che premendo S dobbiamo tornare nella stanza iniziale e potremo raggiungere il bambino che piange per darli la torta.
Happiest Day: per attivarlo dovremo cliccare sul disegno di il Puppet nella CAM 03. Comandando il Puppet ci troveremo in una sala compleanni. Dovremo andare in una stanza con cinque bambini, di cui quattro di questi indossano rispettivamente la maschere di Freddy, Bonnie, Chica e Foxy, mentre il quinto bambino piange. Andando verso di lui gli metteremo una maschera da Golden Freddy e poi tutti i bambini spariranno lasciando cadere le maschere a terra. Questo succederà solo se nei cinque minigiochi precedenti avremo sbloccato il "Cake Ending".
Curiosità
Springtrap è l'unico vero animatronic e l'unico antagonista che ucciderà il giocatore.
Dopo che gli animatronics "Phantom" avranno attaccato, il giocatore resterà in vita ma sarà indebolito e piuttosto vulnerabile agli attacchi di Springtrap, in quanto i Phantom sono comuni allucinazioni dovute a un malfunzionamento della ventilazione (per questo la si dovrà riavviare più volte).
Nel nostro ufficio c'è una scatola contenete le teste rimpicciolite dei toy Animatronics del secondo gioco. Nelle telecamere si potranno vedere i pezzi originali dei vecchi animatronics, ad esempio la testa di Foxy è appesa a una parete, utilizzata come lampadario. Questo spiega che gli animatronics "Phantom" non sono gli animatronics originali che appaiono nei giochi precedenti, in quanto allucinazioni.
Five Nights At Freddy's 3 è l'unico gioco in cui non si conosce né il nome del protagonista in quanto non viene pagato e non si potrà vedere il suo assegno, né la data delle varie notti.
Attraverso i minigiochi si può capire il motivo per cui gli animatronics originali siano completamente distrutti. Il Purple Guy li ha distrutti e in questo modo le loro anime umane sono state liberate. Alla fine del gioco, se esso viene finito con il presunto vero finale (dato che ne possiede due), si potranno vedere le teste degli animatronics vuote (precisamente Freddy, Bonnie, Chica e Foxy) ciò potrebbe significare che le anime dei bambini che li possedevano sono finalmente libere.
Springtrap è l'unico animatronic ad avere 5 dita invece che 4. Ciò indica che era stato costruito in principio per essere indossato.
Quando la notte viene avviata, in rari casi appariranno delle immagini che rappresentano Springtrap nell'atto di togliersi la maschera. Se si guardano le immagini con attenzione, si potrà notare con molta chiarezza che all'interno della testa dell'animatronic si trova una testa umana in putrefazione. Quest'ultimo è il cranio del Purple Guy, che dopo essere stato schiacciato dalle parti meccaniche presenti nel costume, che ne provocarono la morte, vi è rimasto dentro, poiché nessuno si è accorto del macabro segreto. Inoltre, alla base della testa dello Springtrap si possono notare alcuni cavi elettrici più grossi dei normali che ricordano molto delle arterie, mentre sul petto è presente un buco dal quale è possibile vedere un oggetto rosso che ricorda un cuore.
Gli occhi dello Springtrap sono umani: infatti, in una delle immagini che si possono raramente vedere nell'avvio della notte, mentre Springtrap è di profilo e si sta togliendo la maschera, i "suoi" due occhi partono proprio dal cranio del Purple Guy. Inoltre in altre immagini teaser del gioco gli occhi di Springtrap appariranno "vivi" e presentano innumerevoli venature azzurre.
Bonnie è l'unico animatronic a non avere una versione "Phantom".
In rari casi quando apriamo la CAM 10 potremmo vedere il poster di Freddy trasformato in un poster di Springtrap, oppure anche il poster del Cupcake rosa di Chica che diventa giallo (il colore di Springtrap).
Nei minigiochi segreti (quelli che servono per fare il finale buono) pare ci troviamo in un'altra pizzeria mai apparsa in nessun capitolo e stranamente per trovare i cinque bambini dobbiamo comandare in Toy Animatronics nonostante siano distrutti, inoltre in uno di questi dobbiamo comandare Golden Freddy (il quale è uno dei bambini uccisi) e apparirà Springtrap in ottime condizioni. Quindi non si sa in che data sono avvenuti tali avvenimenti e non si capisce del perché appaiono questi animatronics.
Il gioco per essere completato al 100% bisogna ottenere tre stelle nel menu principale. Per ottenere la prima ci basterà completare la storia principale, ovvero le cinque notti. Per ottenere la seconda dovremo completare il livello "Nightmare". Per ottenere la terza dovremo sbloccare il finale buono attraverso i minigiochi segreti. Con un nuovo aggiornamento bisognerà anche ottenere una quarta stella la quale si otterrà dopo aver sbloccato i trucchi facendo la modalità nightmare (notte 6) con attivo solo il trucco aggressive.
Anche in questo gioco, premendo sul naso di Freddy nel poster appeso al muro, suonerà.
Fine della serie o seguito?
Scott ha pubblicato una foto sul suo sito dove c'è il cappello di Freddy sotto una luce poco luminosa. Molti ritengono che quest'immagine rappresenti la fine della serie e non faranno più altri seguiti. Ma oltre a questo, Scott prima di quest'immagine ne rilasciò un'altra (che rimase sul sito per solo un giorno) con la scritta in viola "HE ALWAYS DOES" in italiano: "Lui lo fa sempre" (un probabile riferimento al Purple Guy) e se si modificherà la luminosità potrà comparire un 4 in basso a destra, quindi potrebbe esserci la possibilità di un seguito. Inoltre completando la notte "Nightmare" apparirà un assegno di giornale che dice "Tutto è stato bruciato", ma aumentando la luminosità al massimo apparirà la faccia di Springtrap, il che fa pensare sia sopravvissuto all'incendio e potrebbe tornare in un quarto gioco, ma nulla è confermato. Molti teorizzano che in caso di un quarto gioco sarà sicuramente un prequel ambientato ancora prima del secondo gioco dal momento che le anime dei cinque bambini sono libere non avrebbe senso continuare la storia, e potrebbe essere ambientato nella primissima pizzeria, ovvero la Fredbear Family Dinner, oppure nella misteriosa pizzeria che appare nei minigiochi.