Wersja demonstracyjna L. A. Noire zaczyna się od sceny pobicia płaczącej w ciemności kobiety - aż do śmierci. Rozgrywka zaczyna się kilka minut później. Wcielamy się w rolę Cole'a Phelpsa - weterana II Wojny Światowej, który rozpoczął wspinaczkę po szczeblach kariery w policji Los Angeles tuż po zakończeniu konfliktu zbrojnego, czyli w okolicach 1947 roku. W tym zadaniu rozwiązujemy sprawę o kryptonimie "Czerwona Szminka". Jest to pierwsza poważna robota Phelpsa w wydziale zabójstw.

Zadanie rozpoczyna się kiedy Phelps oraz jego nowy partner, Rusty Galloway, biorą udział w odprawie prowadzonej przez kierownika wydziału, a następnie udają się na miejsce zbrodni. W L. A. Noire gracze mogą pokierować samochodem samodzielnie, podążając za żółtymi ikonami rozmieszczonymi na mapie lub też zdecydować się na kierowanego przez sztuczną inteligencję szofera.

W przypadku drugiego rozwiązania obie postacie będą miały okazję porozmawiać o sprawie, co da nam kilka dodatkowych informacji o zbrodni. Kiedy już docieramy na miejsce, gracz przejmuje kontrolę tylko nad Phelpsem. Można biegać, chodzić, a także wchodzić w interakcję z ludźmi oraz obiektami za pomocą odpowiednich przycisków.

Po zbliżeniu się Phelpsa do ciała, które okrążone było przez taśmy policyjne, widoczne stały się analogie do słynnej sprawy morderstwa Czarnej Dalii z 1947 roku. Podobnie jak w przypadku tej sprawy, znaleziona na miejscu kobieta jest naga i okaleczona. Phelps i Galloway porównują nawet te dwa morderstwa w niektórych momentach dialogu.

L.A. Noire Część L. A. Noire dotycząca badania ciała fascynuje w sposób wręcz chorobliwy. Gracz może dokonać oględzin zwłok kobiety od pasa w górę poprzez zwrócenie głowy Phelpsa w kierunku głowy ofiary, jej prawej ręki, lewej ręki lub też skupiając się na tułowiu. Naciśnięcie odpowiedniego przycisku sprawi, że Phelps nachyli się nad ciałem i jeśli w pobliżu jest dowód, którego może użyć, to kontroler zaczyna wibrować.

Informuje to gracza, kiedy powinien nacisnąć kolejny przycisk, by podnieść lub obrócić rękę czy też głowę w celu odnalezienia dodatkowych wskazówek. Ukrytych dowodów jest sporo: można nawet odszukać ślady podeszwy męskiego buta na klatce piersiowej kobiety w miejscu, gdzie ją kopał. Mechanika L. A. Noire prowokuje do bardziej analitycznego myślenia, którego nie doświadczymy w innych grach ze stajni Rockstar Games.

Odnajdujemy tu wiadomość napisaną krwią czy też biżuterię zerwaną z palca tak mocno, że można nawet dostrzec fragment kości. Gra zapisuje wszystkie informacje oraz inne istotne dowody w dzienniku, do którego gracz może przejść w dowolnej chwili za pomocą jednego naciśnięcia klawisza.

Po przebadaniu ciała, Phelps przechadza się po miejscu zbrodni w poszukiwaniu większej ilości wskazówek. Galloway oraz inni stróże prawa sterowani przez sztuczną inteligencję pomagają i kierują naszego bohatera w odpowiednie miejsca. Kiedy Phelps mija coś ważnego, kontroler wibruje dając nam znać byśmy rozejrzeli się nieco uważniej. Kolejnym dowodem może być krew rozmazana na ścianie, kawałek papieru na trawie i tym podobne. W L. A. Noire możemy dokonać powiększenia obiektu i jego dokładnej analizy.