Основная сюжетная линия длится около 25 часов реального времени. А общая продолжительность игры составляет 40 часов реального времени, так как 15 часов уйдет на побочные миссии. Также в игре появится около 400 новых достижений.

Найтвинг и Робин также являются игровыми (в challenge и после прохождения игры на среднем/сложном уровне).

Сюжет

За Бэтмена

Сюжет Arkham City начинается через полтора года после событий Arkham Asylum. Квинси Шарп, бывший главный надзиратель психиатрической больницы Аркхэм, заработал огромную известность за поимку Джокера и, пользуясь этим, стал мэром Готэма. Так как Аркхэм и тюрьма «Блэкгейт» были не в состоянии содержать заключённых, новый мэр первым своим делом выкупил огромную территорию трущоб Готэма. Он создал там тюрьму под названием «Arkham City», а по периметру этой территории поставил хорошо вооруженный отряд наёмников «ТАЙГЕР», которым был отдан приказ стрелять на поражение при попытке побега. Заключенные, прибывшие в «Аркхэм-Сити» предоставлены сами себе, пока не попытаются сбежать. Для осуществления надзора за заключенными Шарп нанял на пост надзирателя психиатра Хьюго Стрэйнджа. Многие были недовольны таким развитием событий, в том числе и Брюс Уэйн. Бэтмен постоянно присматривает за новой тюрьмой, опасаясь, что всё может выйти из-под контроля Планы строительства Аркхэм-Сити есть в потайной комнате, соединенной с кабинетом Шарпа в психбольнице Аркхэм.

Во время одного из протестов Уэйна похищают наёмники «ТАЙГЕР», которые приводят его прямиком к Стрэйнджу, который знает, что Брюс — это Бэтмен, и говорит о том, что теперь он готов запустить нечто под названием «Протокол 10». Брюса ведут мимо взбешённых заключённых. Во время одного такого перехода его оглушают люди Пингвина, у которого личные счёты с Брюсом. Уэйну удаётся освободиться от наручников и убежать. Он связывается с Альфредом, который высылает ему всё оборудование. Перехватив радиопередачу о том, что Женщина-кошка захвачена Двуликим, Бэтмен вычисляет его координаты и отправляется в резиденцию Дента — бывшее здание суда.

Прибыв на место, Бэтмен видит, как Двуликий собирается утопить Женщину-кошку в чане с кислотой. Одолев его людей, Бэтмен успевает спасти её и обезвредить Харви. Тёмный рыцарь пытается узнать у неё что-либо по поводу «Протокола 10», о котором говорил Стрэйндж. Их разговор прерывает снайперская пуля, пущенная Джокером, которая едва не убивает Женщину-кошку. Бэтмен сканирует траекторию полёта пули и направляется в колокольню церкви, откуда и был произведён выстрел. Там к нему по телевизору обращается Джокер. Однако колокольня оказывается заминирована, и Бэтмен успевает спастись всего за несколько секунд до взрыва. Он направляется в логово Джокера, сталелитейный завод. Там его настойчиво пытаются остановить наёмники Джокера и сама Харли Квинн. Бэтмен всё же находит Джокера, который сидит уже при смерти в инвалидном кресле. Внезапно Тёмного рыцаря оглушают. Джокер, медленно умирающий из-за передозировки «Титаном», заражает Бэтмена, перелив ему свою кровь, чтобы тот нашёл противоядие для них обоих. Однако это ещё не вся беда. Клоун отправил свою заражённую кровь во все больницы Готэма, так что всё население в опасности.

Бэтмену удается найти противоядие с помощью Мистера Фриза. Для этого он проникает в лигу убийц Ра’с аль Гула, проходит их испытания и получает образец крови. Он приносит его Фризу, однако тот не намерен отдавать Бэтмену лекарство, поскольку Фриз думает, что после того, как Бэтмен получит лекарство, он не будет помогать ему найти его жену, Нору похищенную Джокером. Между Мистером Фризом и Бэтменом завязывается бой. Проиграв, Фриз всё-таки собирается отдать лекарство, но его уже похитила Харли Квинн. Бэтмен собирается вернуть лекарство, и для этого проникает на сталелитейный завод, и вступает в схватку с Джокером и его прихвостнями. Бэтмен одерживает победу, но оказывается прижат обломками рухнувшего потолка. Джокер готовится добить его, но его останавливает Талия, и предлагает Джокеру источник бессмертия. Бэтмен пытается этому помешать, но из-за удара Джокера теряет сознание. Джокер не знает, что Талия активировала маячок, чтобы их нашёл Бэтмен. Хьюго Стрэйндж, узнав где находится Уэйн, отправляет за ним своих людей, но Женщина-кошка их опережает. Она помогает Бэтмену подняться, и говорит, что если он хочет остановить Стрэйнджа, ему следует поторопиться.