Utilizzando la nuova e rivoluzionaria tecnologia di animazione, MotionScan, che cattura ogni sfumatura delle prestazioni facciali di un attore in modo sorprendente nei dettagli, L.A. Noire è un violento thriller giallo che fonde l'azione mozzafiato con un vero lavoro investigativo per offrire un'esperienza interattiva senza precedenti. Cerca indizi, insegui i sospetti e interroga i testimoni mentre cerchi di trovare la verità in una città in cui tutti hanno qualcosa da nascondere.

Nel mezzo del boom post-bellico dell'età d'oro di Hollywood, Cole Phelps è un detective della polizia di Los Angeles, buttatosi a capofitto in una città che affoga nel suo stesso successo. La corruzione è dilagante, il traffico di droga sta esplodendo e il tasso di omicidi è ai massimi storici. Nella sua lotta tra lo scalare la piramide sociale e fare ciò che è giusto, Phelps deve svelare la verità dietro una serie di attacchi di piromani, cospirazioni di racket e omicidi brutali, combattendo contro la malavita di Los Angeles e persino contro i membri del suo stesso dipartimento per scoprire un segreto che potrebbe scuotere la città fin nel marcio del suo nucleo.