После событий оригинальной игры прошло 1,5 года. Arkham City будет в 4-5 раз больше Arkham Asylum. Игра начинается в того, как Alfred вводит вас в курс дела, описывая сложившуюся ситуацию между Two-Face и Catwoman, после чего Batman, обученный новым движениям и приемам, отправляется на их поиски.
У Two-Face есть собственная банда, члены которой носят маски, копирующие лицо своего главаря. Также на улицах Arkham City вы встретите обычных бандитов, не имеющих отношения к какому-то злодею.
По сюжету, Professor Strange похищает граждан Gotham, которые выступают против Arkham City. Первая встреча с Two-Face происходит практически в самом начале игры, он демонстрирует главному герою Catwoman, подвешенную вверх ногами перед толпой преступников. Two-Face решает судьбу Catwoman, подбрасывая монетку. В этот раз ей везет.
Первое противостояние с Two-Face заканчивается тем, что Batman получает ранение в грудь, однако он освобождает Catwoman. В нее стреляет снайпер, который промахивается. Здесь необходимо впервые использовать режим detective mode, чтобы по пулевому отверстию определить траекторию полета и местоположение стрелка. Стреляли из колокольни, где обосновался смертельно большой Joker. В detective mode вы будете обнаруживать людей Riddler'а, в которым вам также предстоит встретиться.
Jack Ryder и Calendar Man также находятся в Arkham City. Реальные время и дата влияют на то, как будет происходить общение между Calendar Man и Batman. Стоит перевести часы компьютера или консоли, например, на месяц вперед, и вы станете свидетелями совершенно другого диалога.
Как и сообщалось ранее, в этот раз главному герою придется сражаться одновременно с куда большим количествам противников, как следствие, было серьезно увеличено количество разнообразных видов анимации.
Бандиты боятся снимать трубку в телефонной будке - ходят слухи, что любой, кто это сделает, в итоге умрет. Таинственным человеком, совершающим звонки, оказывается Victor Zsasz, который предлагает вам множество побочных квестов.