Den huvudsakliga spelmekaniken i Watch Dogs är användningen av hacking och övervakning. Spelets protagonist Aiden Pearce kan använda alla enheter som är kopplade till stadens centrala operativsystem (ctOS) som ett vapen mot staden. Under speldemonstrationen ser man Aiden störa ut mobiltelefoner för att distrahera honom när han går in på en konstutställning, avlyssna ett telefonsamtal för att få information om sin måltavla och manipulera trafikljus för att orsaka en stor trafikolycka som ska fånga måltavlan och hans ligister. Spelaren kan också få information från ctOS om de NPC:er som han eller hon stöter på, inklusive information om demografi, hälsa och sannolikhet för våldsamhet. I striderna används en kombination av smygkomponenter och mekaniken i ett täckmantelbaserat tredjepersonsskjutspel. E3-demon demonstrerade också co-op-spel, då fokus skiftade till en andra karaktär kallad Bixxel_44 (kontrollerad av en annan spelare) efter att Aiden lyckats döda sin måltavla, som fått order att skydda Aiden genom att stoppa polisen som försöker fånga honom.