Боевая система игры Хонкай Стар Рейл значительно отличается от предыдущих игр компании miHoYo и является пошаговой. Ваши персонажи и враги ходят в соответствии с очередью хода, на которую могут влиять различные факторы. Ниже мы постараемся описать все нюансы и особенности, которые нам удалось узнать во время бета-тестировании игры. Начнем с очередности хода. Порядок хода определяется с помощью специальной системы, основанной на скорости, то есть персонажи двигаются в соответствии со своим показателем скорости, более быстрые персонажи, могут получить несколько ходов перед более медленными, а команды персонажам отдаются после того, как наступит их ход. Каждый враг в игре имеет свои уязвимости, которые отображаются над полосой здоровья. Используя способности такого же типа как уязвимость врага, вы можете наложить на статус Сломлен/Break, который ослабит врага и отложит его ход. Ряд врагов, такие как особо сильные босы, нельзя поразить статусом сломлен за один удар, вам необходимо нанести несколько ударов нужной стихией, чтобы враг ослаб. Кроме того, ряд врагов имеют защиту, уменьшающую урон по нему. Снять этот баф можно лишь подвергнув врага статусу Сломлен.  Во время боя каждый персонаж имеет доступ к 3 приемам: базовой атаке, умению и специальному приему (ультимейту). Каждая атака наносит элементальный урон, соответствующий стихии персонажа. Различные атаки могут быть направлены на врагов по-разному, например, одноцелевые, AOE или случайные. Некоторые навыки также можно использовать на союзниках, чтобы дать им различные баффы, такие как увеличение статов, щиты или даже манипулировать порядком хода. В бою в правом нижнем углу экрана отображаются Очки умений. Они общие на всех персонажей группы. При использовании базовой атаки прибавляется одно Очко умения, а при использовании способностей Очки способностей тратятся. У каждого персонажа есть свой специальный счетчик рядом с портретом персонажа, и он заполняется всякий раз, когда персонаж наносит или получает урон. Когда счетчик заполнен вы можете использовать Ультимейт персонажа. Интересной особенностью является то, что Ультимейт можно использовать даже в любое время, даже во время хода противника.