Tot vier spelers krijgen in de multiplayer golven aan steeds moeilijker wordende vijanden voorgeschoteld, zoals Cerberus Foot Soldiers, Phantoms en Atlas Mechs. Zij doen met iedere verslagen vijand ervaring op en kunnen uiteindelijk een level van 20 bereiken, ondertussen verdienen ze ook ervaringspunten met het assisteren bij kills en het behalen van bepaalde doelstellingen. Wapens en uitrusting binnen de coöp kunnen per ronde worden verbeterd of uitgebreid en er zijn vier verschillende klassen te kiezen: Soldier, Infiltrator, Engineer en Sentinel. 

Galactic Readiness

De voortgang die spelers maken in de multiplayer is te bekijken via Facebook, iOS-apparaten en andere nog onaangekondigde locaties. Dit gebeurt in de vorm van een map waarop met verschillende kleuren wordt aangeduid welke gebieden met succes verdedigd zijn en welke nog niet. Het standhouden op bepaalde locaties staat centraal in de oorlog waarom Mass Effect 3 draait en wordt door ontwikkelaar BioWare omschreven als de 'Galactic Readiness'.

Deze Galactic Readiness beïnvloedt de singleplayer van het spel, door hoofdpersonage Commander Shepard en zijn team van zogeheten War Assets te voorzien. Deze War Assets gelden als valuta die gebruikt kan worden om extra bondgenoten, vloten en radars aan te schaffen. Volgens producer Casey Hudson was het altijd al de bedoeling geweest om multiplayer toe te voegen aan de Mass Effect-serie. Echter zou het team pas bij het derde deel de tijd rijp hebben geacht hiervoor.