Como o próprio título denuncia, a ação se desenrola em uma Los Angeles de décadas atrás, com uma atmosfera noir que se assemelha ao que foi visto em filmes como "Los Angeles - Cidade Proibida" e "Chinatown". O protagonista é o policial Cole Phelps, um detetive famoso que deve investigar um assassinato complexo mesmo com a interferência da imprensa e colegas corruptos.
A mecânica de jogo básica em L. A. Noire envolve uma mistura de investigação, registro de depoimentos e interrogatórios, uns pacíficos, outros nem tanto. Todos os sistemas são uma parte interessante de L.A. Noire, pois fazem uso da tecnologia de animação facial complexa, criada exclusivamente para o game.
