Ape Escape: On The Loose is een remake van de klassieke PlayStation-game en speelt zich af in een dierentuin die overgenomen wordt door een leger van intelligente apen onder leiding van de albino-aap Specter. Met een Peak Point-helm heeft hij de tijd teruggedraaid om de geschiedenis te herschrijven en apen tot dominante soort te maken. Jouw taak is om door verschillende tijdperken te springen en de apen één voor één te vangen met je tijdnet.
Je krijgt verschillende gadgets ter beschikking, zoals de Monkey Radar, Sky Flyer, Dash Hoop en RC Car, om moeilijk bereikbare apen te pakken. Omdat de PSP geen dubbele analoge sticks heeft, zijn de bedieningselementen aangepast naar de gezichtsknoppen: druk op X om te springen en gebruik de andere knoppen om de geselecteerde gadget te besturen. Meestal houd je een knop ingedrukt of druk je snel om de actie uit te voeren, afhankelijk van de gadget.
In de game zitten ook een aantal minigames die je alleen of via draadloze multiplayer kunt spelen. Om deze te ontgrendelen, moet je verborgen Specter Coins verzamelen die verspreid liggen over de levels. Twee van de minigames zijn afkomstig uit de originele game: Snow Kidz Racing en Specter Boxing. Daarnaast zijn er twee nieuwe minigames: Ape Ping Pong en Jake Attacks.