Nier: Automata to dzieło o nietypowej budowie, gdyż przedstawioną opowieść poznajemy w całości dopiero po trzykrotnym przejściu gry. Każde przejście oferuje nowe misje, lokacje, sekrety, walki z bossami, a fundamentem całego pomysłu jest kilkoro protagonistów. Zespół Yoko Taro, reżysera gry, przedstawił opowiedziane wydarzenia z perspektywy trzech grywalnych postaci, będących androidami z oddziału YoRHa, jednostki specjalnej stworzonej przez ludzi w celu odbicia planety spod jarzma złowrogich maszyn.

YoRHa No.2 Type B (2B)

2B to główna protagonistka gry oraz pierwsza grywalna postać, nad jaką przejmujemy kontrolę rozpoczynając zabawę  na nowym zapisie. Jest ona kobiecym androidem z oddziału YoRHa, stworzonym w bazie ludzi na Księżycu w ramach nowej linii produkcyjnej. Posługuje się głównie bronią białą w walce na krótkim dystansie mogąc wykonywać szybkie oraz silne ataki, a także systemem POD’ów w walce na odległość.

Bohaterka, mimo iż jest maszyną o niezwykle zaawansowanej sztucznej inteligencji, dorównywującej pod wieloma względami ludzkiej, stara się zachowywać chłodny profesjonalizm i być podporządkowana postawionym przed nią celom. 2B jest opanowana, zdecydowana, a jej priorytetem jest wypełnienie misji. W wielu momentach nie pochwala entuzjazmu i ciekawości innych androidów oraz napotkanych maszyn, które coraz śmielej podchodzą do kwestii odczuwania emocji. W przeciwieństwie do nich, urocza wojowniczka kieruje się żelazną zasadą mówiącą, iż “emocje są niedozwolone”, co ma podkreślić, iż jest jedynie cyborgiem, stworzonym do określonego celu. Mimo tego, liczne sytuacje przed jakimi zostaje postawiona podczas wydarzeń składających się na fabułę gry wystawiają jej osobowość na ciężkie próby, szczególnie prawdziwy powód, dla którego wysłano ją na Ziemię.

YoRHa No.9 Type S (9S)

9S jest kolejną z grywalnych postaci w NieR: Automata, a dostęp do niego możemy uzyskać dopiero po pierwszym ukończeniu gry, jako 2B - wystarczy kontynuować grę na dostępnym zapisie, tuż po napisach końcowych. Zanim to nastąpi, męski android, działający jako zwiadowca, towarzyszy głównej protagonistce w licznych misjach mających na celu walkę z maszynami na Ziemi, a rodzaj jego zachowania można dostosowywać. Jako postać grywalna, 9S nie posługuje się silnym atakiem - zamiast ma możliwość hakowania wrogów oraz rozmaitych systemów za pomocą swojego POD’a. Urządzenie, może być również wykorzystane przez niego jako działko.

Charakterystyczną, ale zarazem problematyczną cechą wielu zwiadowczych androidów jest wzmożona ciekawość. Taki jest również 9S, który zamiast ślepo podporządkować się postawionym przed nim zadaniom, analizuje swoje czyny oraz nowe doświadczenia jakie napotyka podczas rozmaitych przygód. Jest on otwarty na zdobywanie wiedzy o świecie i zafascynowany rozmaitymi kwestiami, związanymi z technologią. Jako kompan podczas misji jest oddany i zdolny do poświęcenia własnego bezpieczeństwa na rzecz pomocy towarzyszom. Wspomniana ciekawość, ma również swoją dobrą stronę, gdyż 9S nieustannie szuka niekonwencjonalnych rozwiązań napotkanych problemów, jeśli tylko okazują się one bardziej skuteczne.

YoRHa Type A No.2 (A2)

A2 jest ostatnią grywalną postacią, dostępną przy trzecim podejściu do gry. Tak jak pozostali protagoniści, jest ona androidem wyprodukowanym przez ludzi zamieszkujących Księżyc. Sęk w tym, że A2 to model prototypowy, stworzony w celu przygotowania modeli nowszych, takich jak 2B oraz 9S. Zostaje ona wysłana na Ziemię kilka lat przed wydarzeniami znanymi z NieR:Automata, razem z pierwszymi jednostkami androidów, które miały za zadanie walczyć z maszynami.  Z pewnych powodów opuściła oddział YoRHa i działa na własną rękę, nie ufając nikomu.

Android A2 pod kątem rozgrywki jest postacią zbliżoną do 2B, lecz cechuje ją kilka istotnych różnic. Są nimi przede wszystkim systemy unikalne dla tejże postaci, takie jak prowokacje, podkręcanie współczynnika zadawanych obrażeń poprzez wykonywanie uników, czy też tryb Berserk. Wszystkie wspomniane mechaniki sprawiają, że A2 jest postacią prezentującą agresywny styl walki, a ponadto może zadawać największe obrażenia spośród wszystkich grywalnych bohaterów. Zabawa wiąże się jednak z ryzykiem, gdyż jednocześnie postać sama jest podatna na ataki przeciwników.