"डूम 3" को चार खिलाडियों के मल्टीप्लेयर अवयव के साथ रीलीज़ किया गया, गेम के चार मोड इसकी विशेषता हैं। 
हालांकि, गेम के समुदाय ने इसमें संशोधन करके इसे आठ से सोलह खिलाडियों के लिए बनाने की कोशिश की है।"रीसरेक्शन ऑफ़ एविल (Resurrection of Evil)" विस्तार ने बाद में खिलाडी सीमा को अधिकारिक रूप से आठ तक बढ़ा दिया। 
गेम के चरों मोड मृत्यु के मिलान की ओर उन्मुख हैं। मानक मृत्यु मिलान गेम मोड में हर खिलाडी एक स्तर के आस पास घूमता रहता है, हथियार इकठ्ठे करता है और दूसरे खिलाडियों को मारता है, टाइम आउट होने तक जो खिलाडी अधिकतम खिलाडियों को मारता है, वह जीत जाता है। इसकी टीम की विभिन्नताओं में भी यही सिद्धांत शामिल है। गेम के तीसरे मोड में "आखिरी आदमी खड़ा रहता है", जिसमें खिलाडी के पास पुनर्जीवन की सीमित मात्रा होती है, खिलाडियों को जब मारा जाता है, वे अपना जीवन खो देते हैं। 
अंत में, एक को छोड़कर सभी खिलाडी गेम में से बाहर हो जाते हैं और बचा हुआ खिलाडी विजेता होता है। गेम का अंतिम मोड "टूर्नामेंट" है, जिसमें दो खिलाडी दो खिलाडी एक दूसरे के साथ लड़ते हैं जबकि अन्य खिलाड़ी दर्शक बन कर देखते हैं। 
लड़ाई का विजेता क्षेत्र में बना रहता है, एक समय में वह हर एक खिलाडी के सामने रहता है, जब तक पिछले राउंड का विजेता हार ना जाये. 
इसके बाद हारने वाला खिलाडी दर्शकों में शामिल हो जाता है और नया विजेता अगले खिलाडी के साथ गेम को जारी रखता है। 
"डूम 3" के एक्सबॉक्स संस्करण (Xbox version) में मुख्य एक खिलाडी वाले गेम के लिए अतिरिक्त दो खिलाडियों वाला मोड भी शामिल है।

15 अप्रैल 2010 को, मूलएक्स बॉक्स के लिए ऑनलाइन मल्टीप्लेयर और इसके डाउन लोड किये जा सकने अवयवों को बंद कर दिया गया। 

विकास
कई-खिलाड़ी (मल्टीप्लेयर)
तकनीक
एक-खिलाड़ी