Все события в Need for Speed: Most Wanted происходят осенью, но только днём, а не ночью. Игровой процесс сосредоточен на уличных гонках. Основным, сюжетным режимом игры является «Карьера». Как и в предыдущей части серии, NFS Underground 2, игроку предоставлена свобода передвижения по городу. Во время свободного вождения игрок может найти пиктограммы гонок; внешний вид этих пиктограмм зависит от типа соревнования. В отличие от Underground 2, в Most Wanted игроку не обязательно доезжать до места проведения гонки в городе, а вместо этого можно выбрать гонку в гараже. Помимо гонок, по городу можно обнаружить гаражи игрока , автосалоны и магазины запчастей, которые открываются на протяжении игры. Также в городе можно обнаружить радары. Если проехать мимо них с требуемой скоростью, то игрок получит дополнительный рейтинг.
В режиме «Карьера» представлен так называемый «Чёрный список», который состоит из 15 гонщиков, с которыми придётся устроить гонки на протяжении игры. Игрок начинает с 15-го места и в конце прохождения заканчивает вершиной — первым местом. Для того, чтобы вызвать гонщика «Чёрного списка» на гонку, необходимо пройти определённое количество гонок и пари, получая рейтинг, который можно заработать в полицейских погонях. Среди таких заданий с полицией могут быть уничтожение полицейских автомобилей, объезд лент с шипами, участие в преследовании определённое время и другие. После того, как игрок выполнил все условия, на карте появляется обозначение гонки с боссом, в которых нужно выиграть несколько гонок различных типов. После победы игрок может выбрать два из шести призовых маркера в виде ромбов. В них могут находиться карточки для решения проблем с полицией, дополнительные денежные средства, запчасти и декор для автомобилей и машина босса. Новые запчасти и автомобили в игре также открываются по мере прохождения режима «Карьера». Во время прохождения игроку будут присылать сообщения, в которых могут содержатся полезные советы или информация о предстоящих событиях.
Помимо «Карьеры», в Need for Speed: Most Wanted представлен новый режим — «Погоня». В нём предоставлены постепенно открывающиеся гонки на время и задания с полицейскими погонями. Чем больше игрок прошёл заданий, тем сложнее они становятся. После выполнения определённого количества заданий открываются новые автомобили. Также в игре представлен режим «Быстрый Заезд», в котором игрок может сам выбрать автомобиль и трассу, настроить тип гонки, количество соперников, автомобили трафика, сложность и фору.
В Need for Speed: Most Wanted появились некоторые игровые нововведения. Так, появилась возможность ускорения времени , которая замедляет время и позволяет оценить обстановку и принять решение в непредвиденной ситуации (например, можно уклониться от неожиданно вылетевшего из-за поворота полицейского внедорожника, а также легче проходить сложные повороты и таранить автомобили полиции. В игре исчезли повторы, вместо них на экране показывают выдающийся момент с наиболее зрелищного ракурса (например, при таране дорожного блока или при выраженном прыжке)
