Episode One фокусируется на взаимодействии игрока с персонажем Аликс Вэнс, вместе с которой ему предстоит пройти всю игру. Чтобы создать более насыщенный геймплей с Аликс, Valve модифицировала её искусственный интеллект, позволив ей реагировать на действия игрока — комментировать, когда тот задерживает внимание на каком-либо предмете или вставших на пути препятствиях, объективно указывать на их с игроком цель в данный момент или подсказывать решение очередной игровой задачи. Игроку и Аликс часто придётся приходить на выручку друг другу: например, когда у игрока в тёмном подземном тоннеле кроме гравипушки нет никакого оружия, ему нужно будет оставлять врагов на Аликс, а самому обеспечивать ей хороший прицел, подсвечивая противников фонариком. Кроме того, разработчики улучшили боевые способности Аликс: если враги подходят к ней слишком близко, она сражается в рукопашную; в четвёртой игровой главе Аликс заменит свой пистолет дробовиком, который останется у неё до конца игры.
Valve так же уделяет немало внимания развитию гравипушки, увеличивая её круг применения. Так, например, модифицированная гравипушка будет постоянно требоваться на прохождении первых двух уровней игры (в Цитадели) — для устранения препятствий, уничтожения солдат Альянса и различного использования энергетических шаров. Далее, на протяжении игры, гравипушка понадобится игроку, чтобы перекрывать автомобилями подземные норы, из которых бесконечно появляются муравьиные львы. При помощи гравипушки удобно использовать новый игровой элемент — осветительные шашки, которые при поднятии загораются и создают дополнительный источник света, а будучи брошенными во врага, способны воспламенить его.

Система достижений
Half-Life 2: Episode One впоследствии был включён в набор The Orange Box, все игры которого поддерживали специальную систему достижений. Однако, после выпуска набора обнаружилось, что в Episode One и Half-Life 2 система достижений не была добавлена. Спустя долго время (около двух лет) очередное обновление игр Valve, наконец, сделало её доступной.
Система достижений является второстепенным элементом игрового процесса и подразумевает исполнение различных в ней необязательных заданий, не влияющих на ход самой игры. Ряд достижений выдаётся просто как отметки об успешном прохождении определённого момента игры, например: достижение «Стабилизация» требует пройти вторую игровую главу, стабилизировав ядро Цитадели, а достижение «Побег из Сити 17» присваивается после завершения игры. Существуют достижения в количественном плане, такие как «Наживка», согласно которому нужно дать Аликс Вэнс перестрелять 30 врагов из снайперской винтовки в четвёртой главе игры, или «Спасение мирных жителей», целью которого является не дать погибнуть ни одному гражданину Сити 17 во время их эвакуации к поездам. Есть и более сложные достижения, для которых игроку предстоит приложить большие усилия и смекалу: например, «Пацифист» требует стабилизировать ядро Цитадели не убив при этом ни одного противника-сталкера, а для получения «Одинокой пули» игроку необходимо пройти эпизод, истратив на протяжении него всего одну пулю (не считая использования РПГ, гранат, монтировки и гравипушки).
Всего в Half-Life 2: Episode One 13 уникальных достижений; ещё 6 игрок может заработать, выполняя действия, доступные как и в данной игре, так и в Half-Life 2.