Um engenheiro chamado Franco Delile e sua parceira Sarah são chamados para consertar um elevador no Sprawl (uma estação espacial de um fragmento de Titã, uma das luas de Saturno que foi "quebrada no planeta"), apenas para descobrir evidências de sabotagem. Eles são então chamados para consertar um mainframe de computador, descobrindo novamente que o dano foi intencional. Enquanto viajam entre os empregos, eles ouvem gritos distantes e investigam, apenas para encontrar pessoas sendo atacadas por monstruosidades grotescas apelidadas de "Necromorfos". Franco e Sarah escapam de bonde. A partir daí, eles são enviados através do Sprawl em uma tentativa cada vez mais desesperada de consertar os sistemas da estação e ajudar outros sobreviventes, o tempo todo sob ataque de Necromorfos. Dependendo das escolhas do jogador, Sarah pode ser morta por asfixia, necromorfos ou por Franco após receber uma mensagem codificada; ele pode ser um Unitologista. A história termina com Franco chegando ao hospital Sprawl e revivendo o coma Isaac Clarke, levando à cena de abertura de Dead Space 2.
Dead Space Ignition é uma continuação de Dead Space 2, ambientado entre os dois jogos principais. O jogo assume a forma do que o produtor executivo Steve Papoutsis descreve como um "jogo de estilo cômico interativo" e é escrito por Antony Johnston, o escritor dos jogos Dead Space e da série de quadrinhos.