LA Noire - это крутая детективная игра, действие которой происходит в Лос-Анджелесе в 1947 году. В значительной степени опираясь на стилистический фильм-нуар, игроки контролируют офицера полиции Лос-Анджелеса Коула Фелпса через 21 дело, пока он продвигается по служебной лестнице в своем отделе, чтобы раскрыть серию убийств загадки. Каждый случай образует независимый раздел в игре, но есть всеобъемлющая история с повторяющимися персонажами и личной историей Фелпса во время службы во время Второй мировой войны. Он начинает как патрульный, но в конечном итоге становится детективом дорожного движения, расследованием убийств, правонарушений и, наконец, следователем по поджогам. С каждой рекламной акцией становятся доступны новый партнер и новые локации.
Во время дела игра сочетает более медленные следственные элементы с быстрыми эпизодами, включающими пешие и автомобильные погони, а также перестрелку. Особое внимание уделяется истории и развитию персонажей, часто с длинными кинематографическими эпизодами. Несмотря на то, что игра предлагает большую свободу передвижения на машине и пешком, ее нельзя сравнивать с Grand Theft Auto из-за ряда ограничений. Играя за детектива, случайные гражданские лица не могут быть атакованы, а перестрелка зарезервирована для определенных эпизодов. Кроме того, каждый случай ограничен ограниченным количеством мест. Игрок может выбрать порядок расследования, но в конечном итоге игра не может быть продолжена до тех пор, пока не будет достигнуто удовлетворительное заключение по делу. Рядом с основной историей Фелпс может принять дополнительные побочные расследования посредством диспетчерских звонков.
По прибытии на место расследования убийства его нужно искать в поисках улик, которые можно исследовать. Игра предлагает подсказки через грохот и звуковой сигнал, когда Фелпс проходит мимо, но их также можно отключить. Следующим шагом, вооруженным доказательствами, обычно является допрос свидетелей и подозреваемых. Лица персонажей были анимированы с помощью технологии захвата движения MotionScan, а детализированный реализм этих снимков используется как элемент игрового процесса. При разговоре с персонажами важны не только доказательства, но и тон их голоса и особенно выражение лица. Персонажи иногда отводят взгляд или имеют тики и выражения, которые могут раскрыть информацию. Во время допроса игроку необходимо интерпретировать их, а затем решить, как действовать, используя один из трех вариантов: правда, сомнение или ложь. В зависимости от решения открываются разные пути и реакции. Последовательности неудачных действий могут быть воспроизведены повторно, но когда игрок постоянно неправильно интерпретирует ситуацию и расследование останавливается, необходимо воспроизвести все дело целиком. Предлагается множество возможностей исправить ошибки и попробовать новый подход, также часто после исследования улик.
На заполнение каждого кейса уходит около часа. В зависимости от скорости и правильной интуиции, применяемой для решения дел, игрок зарабатывает ранги, которые дают очки интуиции. Их можно использовать для исключения опций во время разговора, когда он застрял.