Le jeu se déroule sur Mars, un siècle après une grande révolte. L'eau est devenue une ressource précieuse et plusieurs guildes s'en disputent le contrôle. Deux des plus puissantes sont Aurora et Abundance. Le joueur incarne Roy Temperance, un prisonnier de guerre évadé qui se trouve pris au cœur d'une lutte entre plusieurs factions puissantes, et qui doit aussi affronter différentes créatures créées par l'environnement radioactif de la planète[1].
En 2016, Spiders sort une suite spirituelle de Mars: War Logs appelé The Technomancer qui se déroule également dans le même univers. Cette suite spirituelle comporte de nombreuses références à Mars: War Logs[2].