The Callisto Protocol to narracyjny survival horror z perspektywy trzeciej osoby, z akcją osadzoną 300 lat w przyszłość. Gracz wciela się w Jacoba Lee, pokrzywdzonego przez los więźnia Black Iron Prison, zakładzie karnym o zaostrzonym rygorze mieszczącym się na jednym z księżyców Jowisza, Kallisto.

Gdy inni osadzeni zaczynają przemieniać się w przerażające potwory, więzienie pogrąża się w chaosie. Aby przetrwać, Jacob musi walczyć i wydostać się z więzienia Black Iron, jednocześnie odkrywając przerażające, mroczne tajemnice skryte pod powierzchnią Kallisto.

Korzystając z unikalnego połączenia strzelania i walki w zwarciu, Jacob będzie musiał dopasować taktykę walki do bardzo szybko ewoluujących potworów oraz przeszukiwać okolicę, aby zyskać nową broń, sprzęt i umiejętności. Wszystko, aby uciec przed zagrożeniem i koszmarami martwego księżyca Jowisza.