Після того як Москва була зруйнована ядерною війною, мало хто врятувався з радіоактивної поверхні і знайшов притулок в розгалуженій системі міського метро. Артем - молода людина, яка зупинила загрозу таємничої раси істот, відомих як Темні, звільнивши свою рідну станцію і, в кінцевому рахунку, саме людство, і заслужив престижну честь бути рейнджером. Однак Метро продовжує вести війну проти мутантів і політичних угруповань, таких як неонацистська організація "Рейх" і комуністичні "червоні", а світ для невинних людей в тунелях залишається лише мрією. Незабаром з'являються повідомлення про те, що існує Темний, який пережив ракетний удар, спрямований на його вид. В результаті ряду подій Артем зустрічає Темного і розуміє, що все може бути не так просто, як здавалося.
Заснована на романі Дмитра Глухівського "Метро 2033", Metro: Last Light - це постапокаліптичний шутер від першої особи, який є новою главою в сазі про Метро і продовженням Metro 2033. Як і попередник, гра представляє собою переважно сюжетний шутер з елементами стелс. Артем може носити до трьох одиниць зброї одночасно, проте патрони в грі дефіцитні і цінні настільки, що кулі вищого класу фактично є валютою Метро. При зіткненні з озброєними противниками заохочується скритність, а боєприпаси варто берегти для численних істот-мутантів, що зустрічаються в бою. У багатьох ситуаціях гравець може вибирати між прямою стріляниною і скритністю, також є можливість смертельної або несмертельної розправи над ворогом.
Дія гри відбувається в двох середовищах: в самому метро і на поверхні. Метро складається з населених станцій і тунелів, що кишать мутантами. Кожна станція в метро відрізняється від іншої, і гравцеві належить побачити і відвідати багато з них протягом всієї гри, як ворожі, так і інші. Поверхня - дуже небезпечне місце, яке вимагає від головного героя носити протигаз, щоб вижити, тому дуже важливо знаходити трупи, контейнери і шукати фільтри для протигазів. Якщо протигаз почне тріскатися й ламатися, гравець повинен знайти інший, інакше Артем загине. Поверхня сповнена токсичних небезпек і мутантів, деякі з яких можуть підхопити Артема і скинути його з великої висоти.