在《P5X》中，戰鬥系統是回合制的，玩家需要爭取先手優勢。玩家可以通過偷襲敵人（影子）來獲得先手攻擊的機會，尤其在探索宮殿時，先手攻擊往往能迅速解決小怪。
戰鬥陣容配置方面，玩家必須攜帶主角，並可以選擇三名怪盜偶像和一名支援怪盜。支援怪盜不出場，主要提供各種增益效果，如回血和提供護盾。
戰鬥中，玩家有六種常規操作：近戰攻擊、面具攻擊、召喚支援怪盜、槍械攻擊、使用道具和防禦。近戰攻擊不消耗資源，但傷害略低；面具攻擊使用技能，會消耗技能點；槍械攻擊可以克制飛行類目標；使用道具可以對敵方造成傷害或為己方提供增益；防禦則是減輕下次行動前受到的傷害。
每個敵人都有自己的弱點屬性，使用對應屬性的面具進行攻擊可以提升傷害並使目標進入倒地狀態。
在陣容配置方面，玩家可以根據敵人的屬性選擇不同的怪盜組合。例如，冰系隊伍可以選擇【喜多川佑介+琴音·蒙塔涅+摩爾加納】，電系隊伍可以選擇【YUI+新井素羽+摩爾加納】，火系隊伍可以選擇【杏+黑谷清+路菲爾】。支援怪盜方面，佐原海夕能提供護盾，富山佳代能提升隊友的命中和屬性傷害，都是不錯的選擇。