基本的なシステムは前作と同様であるが鎧召喚と儀式は廃止されている。また、従来通りのターン性ではなく、敏捷性が高い者から順番に行動するようになっている。ただし、複数の味方に連続して行動順が回っている場合は任意の順番で行動させることが出来る。戦闘では相手に攻撃を加える方向によって与えるダメージが変化する。正面よりも側面や後方からの攻撃の時には与えるダメージも高くなる。
戦闘不能状態で攻撃されると白骨化する点も前作と同じだが、状態名が「死滅」から「死亡」に変更された。また、味方ユニットは白骨化（死亡）することはなく、撤退扱いになる。ただし、正式にパーティ加入していないキャラ（いわゆるゲストユニット）の場合は例外で、他にも場合によっては特定の仲間の生死がストーリーに影響することもある。
スキル.
今作では前作のようにキャラ毎に装備出来る武器が決まっているのではなく、例えば主人公のレイジなら初期状態でスキル「護剣術」を取得しているのでショートソード系の武器が装備可能、と言った具合に、習得しているスキルに応じて装備可能な武器が決まる。また、武器毎に必要STRが設定されており、装備者のSTRがそれ以上でなければ装備は出来ない。初期装備のスキル以外はそのキャラが最初に参加した戦闘の終了時に、リスト内で習得済みのスキルに隣接しているスキルを一つ習得する仕組みになっている。従って、スキルを多く習得するには周回プレイを重ねる必要がある。
キャラクターイラストの担当は高野裕紀に変更された。
本作は、シナリオのサイドストーリーとして、フロンティアワークスよりドラマCD「ブラックマトリクス ダブルオー〜慟哭の爪痕〜前・後編」が発売されている。こちらも、シナリオ、キャラクターデザイン、監修までをゲーム開発スタッフが自ら行っている。
キャラクター.
世界観.
戦闘.
前作までと異なり、BPは廃止されている。戦闘不能になったユニットもその場に倒れるのではなく『サモンナイト』同様に消滅するようになっている（雑魚敵などは白骨化する、といった具合に演出が異なる場合がある）。また、今作は前作までと比べると敵の思考も複雑になっており、移動せずにこちらを待ち受けたり、アイテムで攻撃や回復を行なうといった高度な戦術を取るようになっている。
ペインリング.