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, que deve investigar um assassinato complexo mesmo com a interferência da imprensa, colegas corruptos e pessoas poderosas que não querem ver o crime solucionado.
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. O realismo também está presente na investigação de locais, uma vez que o jogador não deve encontrar itens e pistas brilhando e em destaque em locais óbvios.
