Професор Лейтон і Люк відправляються в місто чудес Мондол на пошуки Маски Дива. Маска має здатність виконувати бажання свого власника. Прибувши в місто, Лейтон і Люк розуміють, що запізнилися, оскільки таємнича людина використовує силу маски, щоб перетворювати людей на камінь. Лейтон і Люк ставлять перед собою завдання розгадати таємницю Мондола і Маски Чудес.
У цій п'ятій грі серії "Професор Лейтон" для вирішення головоломок більше використовується фізичне кнопкове управління, а не тільки сенсорний екран. Для використання переваг апаратних можливостей Nintendo 3DS персонажі зображуються полігонами поза сценами, а не спрайтами, на додаток до інших удосконалень інтерфейсу.
Окрім міні-ігор, є багато колекційних предметів, які можна знайти під час дослідження, а деякі з флешбеків стають доступними після певних ключових подій, які потім можна переглянути як короткі епізоди, де персонажі змінюються від події до події, і можуть навіть не входити до трійки головних героїв.