Rainbow Six Vegas przenosi gracza, jako członka specjalnej jednostki R6, na pełne blasku ulice amerykańskiego centrum grzechu - Las Vegas. Miasto pełne tubylców, gwiazd rozrywki i przede wszystkim turystów staje w obliczu zagrożenia terrorystycznego, które musi zostać powstrzymane jak najszybciej i bezwarunkowo. Nie trudno przewidzieć, co w przeciwnym razie stanie się z miastem pełnym atrakcji, hoteli, kasyn i klubów. Nad Rainbow Six Vegas pracuje zespół kreatywny Ubisoft Montreal, którego członkowie odpowiedzialni są za ostatni naprawdę jakościowy tytuł R6, czyli Rainbow Six 3. To samo w sobie oznacza, że gracze powinni przygotować się na mniej bezmyślną akcję, ale raczej wolniejsze tempo gry taktycznej, w której gracz bierze udział jako lider trzyosobowej drużyny R6, Logan Keller, który będzie wydawał rozkazy swoim dwóm kolegom z drużyny, Michaelowi Walterowi i Jungowi Parkowi. Tymczasem każdy członek grupy uderzeniowej jest ekspertem w czymś innym. Podczas gdy gracz musi zajmować się mniej więcej wszystkim jak właściwy dowódca, Michael Walter jest ekspertem od broni ciężkiej i materiałów wybuchowych, a Jung Park od elektroniki i broni dalekiego zasięgu.
Wraz z nowymi postaciami przychodzi nowy styl rozgrywki. Taktyka i współpraca między członkami drużyny odgrywają ważną rolę, ponieważ w grze będą oni udzielać sobie nawzajem rad dotyczących dalszego postępowania. Gracz może więc oczekiwać, że Park ostrzeże go o możliwości włamania do komputera, podczas gdy Walterowi przypomni się na przykład moment, w którym z pomocą ładunku wybuchowego dostępne będzie alternatywne wejście. Żadne statyczne briefingi nie będą zakłócać płynności rozgrywki. Wszystkie decyzje będą podejmowane w czasie rzeczywistym, gdzie gracz na podstawie dostępnych informacji będzie musiał zdecydować, w którą stronę jego drużyna zaatakuje terrorystów oraz jaką taktykę i broń wybrać. Wszystkie decyzje będą krytyczne, gdyż terroryści nie będą tylko marionetkami stojącymi w jednym miejscu.
Podobno zaawansowana sztuczna inteligencja zapewni im realistyczne zachowanie. Terroryści będą współpracować, wymieniać się informacjami, osłaniać się nawzajem, jednym słowem robić wszystko, aby unieszkodliwić gracza i jego drużynę. Jeśli chodzi o techniczną stronę gry, gracze mogą liczyć nie tylko na zupełnie nowy next-genowy silnik, ale także na animacje motion capture wykonane przy pomocy czołowych hollywoodzkich kaskaderów. Nowa technologia zasili również część multiplayer, w której gracz będzie mógł stworzyć własną postać i stopniowo odblokowywać nowe wyposażenie poprzez sukcesy np. w bitwach online.