Nihilumbra conta a história de Born, que foi criado a partir do Vazio, o nada. Ao abandoná-lo e aparecer no mundo, ele inicia uma longa jornada onde aprenderá a usar as cores ao seu redor, concedendo-lhe habilidades poderosas. O Vazio do qual Born escapou o recupera e nunca deixará de persegui-lo, devorando tudo em seu caminho. Enquanto Born corre para salvar sua vida, ele condena os belos lugares que visita, pois o Vazio os faz desaparecer para sempre.
Nihilumbra é jogado como um jogo de plataforma padrão, controlando Born enquanto ele caminha e salta pelos níveis do jogo. São vários os inimigos que o jogador precisa evitar já que, a princípio, não há como derrotá-los. O jogo está dividido em cinco mundos que Born explora. Em cada um deles, o jogador recebe uma nova cor, com a qual pode pintar o terreno (tocando na tela) para modificar o comportamento do ambiente.