Radical Fishing est un jeu de pêche rapide qui se compose de deux parties. D'abord, le joueur descend l'hameçon aussi bas que possible (jusqu'à 500 mètres sous le niveau de la mer), puis essaie de ramener le plus de poissons possible à la manière de Katamari lorsque la ligne est remontée. Pendant cette phase, l'hameçon peut toujours être déplacé de gauche à droite pour attraper les poissons. Une fois la surface atteinte, tous les poissons sont lancés en l'air et doivent être abattus pour gagner de l'argent. L'argent est dépensé dans une boutique pour acquérir toutes sortes d'améliorations comme une lampe pour voir dans l'obscurité, une meilleure ligne pour pêcher plus profondément, une botte supplémentaire, ou des fusils plus puissants pour abattre les poissons plus rapidement.
Chaque couche de la mer introduit de nouveaux types de poissons. Un type nouvellement découvert est stocké dans la poissonopédie. Il faut cependant un certain nombre d'améliorations pour atteindre les parties plus profondes de l'océan ; tout n'est pas disponible immédiatement. Quelques mécaniques supplémentaires viennent enrichir le gameplay. En descendant l'hameçon, tous les poissons doivent être évités. Dès qu'un poisson le touche, la ligne est immédiatement remontée. Les parties ultérieures du jeu introduisent des améliorations qui offrent des secondes chances ou la possibilité de commencer immédiatement à une certaine profondeur. Certains poissons sont également conscients de l'hameçon et tenteront de le pourchasser. En descendant l'hameçon, le joueur a accès à une jauge de boost pour gagner de la profondeur plus rapidement. Ce n'est pas sans risque, car cela augmente les chances de heurter un poisson. Enfin, tous les poissons lancés en l'air ne peuvent pas être convertis en argent. S'ils retombent à la mer sans être abattus, l'argent est perdu. Le même gameplay est répété jusqu'à ce que tout dans le jeu soit débloqué.