Agensi Detektif Layton, sebuah bisnis yang membantu kliennya memecahkan misteri yang tidak biasa, dijalankan oleh Katrielle Layton-putri profesor arkeologi terkenal di dunia, Hershel Layton. Bersama asistennya, Noah Montoir, dan anjingnya yang dapat berbicara, Sherl, Katrielle mengungkap kasus-kasus yang melibatkan rumah terkutuk yang baru saja dibeli, gaun yang dijiwai oleh “kutukan setan”, dan zombi dari pasangan yang telah meninggal dari salah satu kliennya, hanya beberapa di antaranya.

Selain kasus-kasus yang lebih unik, Katrielle juga menangani masalah lain yang belum terpecahkan: hilangnya ayahnya. Mendirikan agensi ini hanyalah langkah pertama dalam upayanya mengungkap kebenaran di balik hilangnya sang ayah. Ketika dia terus menangani klien demi klien, masing-masing dengan masalah yang lebih aneh dan lebih asing untuk ditangani, Katrielle semakin mendekati jawaban atas misteri terbesar dalam hidupnya.