Need for Speed Undercover brengt terug de gameplay-elementen uit eerdere titels en combineert ze in één groot Hollywood spektakel. De 'Heroic Driving Engine' zorgt voor flitsende actie en wendbaarheid. Je kunt 360° en 180° spins maken om de politie sneller af te schudden.
Het spel maakt gebruik van live-action tussenfilmpjes, net als in Most Wanted en Carbon. Maggie Q speelt het hoofdpersonage. Het verhaal is geïnspireerd door actiefilms zoals The Transporter en The Fast & The Furious. Jij speelt als een undercover agent in de criminele ondergrond van Tri-City.