Serious Sam: Kamikaze Attack é um jogo 2D onde o jogador é um Kamikaze decapitado e deve perseguir Serious Sam para explodi-lo. Sam tem várias armas, como um lançador de foguetes ou lançamento de Serious Bombs, que ele usará para destruir o Kamikaze. Se eles acertarem o Kamikaze, ele morrerá. O Kamikaze pode saltar sobre projéteis ou chutá-los para longe se estiverem chegando muito perto. No entanto, o Kamikaze tem um medidor de raiva que aumentará sempre que ele chutar. Se o medidor ficar muito alto, ele explodirá, o que tirará a vida de um dos Kamikaze. Se o Kamikaze ficar sem vidas, o jogador perderá e terá que reiniciar desde o início. Há também um sistema de pontos, que recompensa o jogador por coisas como chutar projéteis e matar Sam.
Os níveis ocorrem em locais como um deserto e uma floresta. Há também níveis de desafio que testam as habilidades do jogador, que são bons para aqueles que completaram o jogo básico e querem mais dele.
O jogador pode comprar e usar cabeças para o Kamikaze Decapitado, o que mudará vários atributos dele, como alterar a penalidade do medidor de raiva para quando o Kamikaze chutar um projétil para longe. Esses chapéus representam vários personagens da série Serious Sam, como o Sirian Werebull e o Kleer Skeleton.