Версия игры Justice League Heroes для DS, хотя и не повторяет сюжет своих консольных собратьев, имеет схожую основу: вы играете за члена титулованной команды супергероев и путешествуете по нескольким локациям, где орудуют полчища врагов.

Игра ведется с видом сверху вниз на нижнем экране и картой на верхнем. На карте отображается местоположение следующей контрольной точки и позиции врагов, а также состояние ваших персонажей. На нижнем экране, помимо действий, есть различные функциональные значки, которые можно активировать с помощью стилуса.

В игре около десятка миссий, разбитых примерно на сорок частей. Перед каждой из них вы должны выбрать двух героев из состава Супермена, Бэтмена, Чудо-женщины и Флэша. Каждый из них обладает обычными атаками ближнего боя, сильными атаками ближнего боя, атаками дальнего боя и уникальной суперсилой. Они должны использовать эти способности, чтобы победить множество врагов и перейти к следующей контрольной точке, выполняя по пути такие задания, как переключение переключателей и сбор предметов. В любой момент вы можете поменять двух героев местами, нажав на значок на экране. Другой значок позволяет вызвать героя, управляемого искусственным интеллектом, для кратковременной поддержки. Их шесть на выбор: Марсианский Охотник, Затанна, Зеленый Фонарь, Аквамен, Зеленая Чтрела и Охотница. Каждый из них обладает уникальными способностями, основанными на их силе.

В дополнение к основной игре есть две мини-игры, а третью можно разблокировать, вставив игру Justice League Heroes: The Flash в слот GBA.