Batman Arkham City é o sucessor do célebre Batman Arkham Asylum. Em vez de concentrar a experiência de jogo dentro dos muros do clássico asilo de super-vilões, Arkham City toma como palco uma ampla área de Gotham City.

Após tomar para si todo o crédito pela derrota do Coringa no primeiro jogo, o diretor de Arkham, Quincy Sharp, resolveu elevar a novos patamares os seus planos para a recuperação dos piores criminosos de Gotham. Para tanto, o megalômano diretor comprou toda a parte pobre da cidade, a fim de transformar toda a área em um gigantesco hospício. Dessa forma, é transportada para a recém-criada Arkham City uma imensa quantidade de criminosos, sendo que o único mandamento é: não tentem escapar.

Para fiscalizar o novo município, Sharp vai atrás de Hugo Strange, psiquiatra maníaco e também um dos primeiros vilões do Homem-Morcego - e que parece ter seus próprios planos para o futuro do local. Mas a coisa realmente começa a pegar fogo no local quando o famigerado Duas-Caras, em uma tentativa de ganhar status junto aos delinquentes de Arkham City (e também junto aos de fora), desenvolve um plano para assassinar publicamente a Mulher-Gato.

Dessa forma, é chegado o momento de o Homem-Morcego intervir novamente, seja para preservar a paz no que restou de Gotham ou para proteger seu antigo e inadmitido affair. Arkham City traz também novos gadgets para o cinto de utilidades do Homem-Morcego - entre eles, uma bomba de fumaça e uma detector de sinais de transmissão - missões paralelas, novos inimigos - Duas-Caras, Mulher-Gato, entre outros - e um modo de jogo multiplayer.

Neste jogo, Batman terá que lidar com uma armadilha traçada por Coringa no Asilo Arkham para Criminosos Insanos em que se encontram os vilões dos quadrinhos. O Coringa montou um plano visando a uma fuga em massa da instituição, servindo assim para distrair a atenção do heroi de uma catástrofe iminente.