멀티플레이 게임에서는 4명의 데스매치 게임만이 가능하다. 하지만 모드 제작자들이 8명까지 동시에 즐길 수 있는 패치를 내놓았으며, 이 패치는 확장팩 둠 3: 악마의 부활에서도 반영되었다.

데스매치 게임에서 플레이어는 제한된 시간 안에 다른 플레이어들을 최대한 많이 죽이거나 지정 킬수에 가장 먼저 도달해야 한다. 플레이어는 기본 아이템들(플레시라이트, 피스톨과 4개의 탄창, 그리고 2개의 수류탄)를 가지고 시작하며, 죽어도 이 상태로 다시 리스폰된다. 게임 내에서 회복 아이템이나 갑옷, 탄약, 파워업 아이템 및 싱글플레이에서 나오는 대부분의 무기들을 돌아다니면서 구할 수 있다. 아이템을 주운 후 일정시간이 지나면 같은 양이 다시 리스폰된다. 뉴 트위스트에서 주먹으로 다른 플레이어를 때리면 무기를 빼앗을 수 있다. 즉, 펀치를 맞으면, 들고 있는 무기를 공격자에게 빼앗기게 된다.

데스매치 외에 3개의 비슷한 게임 타입이 존재한다. 팀 데스매치에서 플레이어들은 레드 팀과 블루 팀으로 나뉘어 싸우게 된다. 토니 모드에서는 다른 플레이어들이 기다리는 동안 두 명이 일대일로 대결하게 되며 승자는 다음 도전자와 싸우고 패자는 줄의 맨 끝에 서게 된다. 라스트 맨 스탠딩 모드에서는 각 플레이어들은 일정 개수의 목숨을 부여받고 모든 목숨을 잃으면 매치가 끝날때까지 게임을 지켜봐야 한다.

멀티플레이에는 3개의 파워업 아이템이 존재한다. 버서크, 메가 헬스, 인비저빌러티인데, 뒤의 두 개는 싱글플레이 캠페인에서는 나오지 않는다. 버서크는 30초 동안 지속되며 플레이어의 스피드를 1.5배로 하는 대신 데미지를 3배로 받는다. 메가 헬스는 플레이어의 체력을 정상 최대치 100의 두 배인 200까지 올려준다. 인비저빌러티는 30초 동안 지속되며 플레이어를 '거의' 보이지 않게 만든다. 파워업 아이템은 옅은 녹색 빛을 발산한다.

둠 3의 엑스박스 버전은 엑스박스 라이브와 시스템 링크를 통한 4인 데스매치를 지원하며, 2명의 플레이어의 협동 모드도 가능하다.
둠 3: 악마의 부활을 만든 제작자들은 모두 몇 명인가요?
8명