Ace Combat: Joint Assault залишає вигадані світи попередніх частин Ace Combat і входить до реального світу. Місії проходять над Лондоном, Токіо та Сан-Франциско, але все ще містять вигадані елементи, такі як величезні фортеці, що літають. Гравець бере на себе роль молодого пілота, який приєднується до приватної військової служби Martinez Security і незабаром має боротися з Валахією, свого роду бандитами, які загрожують цілим містам – але, звісно, сюжет незабаром ускладнюється.
Геймплей переважно ідентичний Ace Combat X: Skies of Deception, попередниці PSP. Гравець керує бойовими літаками (від третьої особи або з кабіни) і бореться з іншими літаками (або іншими великими ворогами, що літають), ухиляючись від їх ракет. Після завершення місій, які здебільшого складаються з вбивства певної кількості ворогів або боїв з босами, гравець отримує гроші, які реінвестуються у відкриття більшої кількості літаків чи покращень. Ці літаки засновані (і ліцензовані) на реальних моделях і мають певні переваги та недоліки, наприклад. деякі більше підходять проти літаючих ворогів, у той час як бомбардувальники ефективні проти наземних цілей. Дерево місій розгалужується, і час від часу гравцеві доводиться вибирати між кількома місіями.