Pátá hra v sérii se odehrává společně s Laytonem, Luke a Emmy nějakou dobu po událostech z Professor Layton and the Spectre’s Call. Naše neohrožené trio je povoláno zastavit tajemného Masked Gentleman, který terorizuje celé město Monte d’Or s pomocí temných magických zrcadel, které dokážou měnit lidi v kámen. Profesor tuší, že se za vším ukrývá Mask of Chaos, jenž dokáže propůjčit nadlidskou sílu tomu, kdo ji nosí. Odhalení zavede Laytona zpět do temné epizody jeho minulosti, kde se nachází řešení problému. Tyto flashbacky představují Laytonovi rodiče a jeho kamaráda z dětství - Randalla, dovoluje tak hráči hrát za 17ti letého Laytona, který zaplatí velkou cenu za svůj zápal pro archeologii...

Hra je v duchu ručně malovaného stylu předchozích her série. Professor Layton and the Miracle Mask na Nintendo 3DS používá 3D animace a modely postav mají vizuální hloubku. Hra také obsahuje zbrusu nový herní mód, kde sledujeme mladého Professora Laytona prozkoumávajícího starodávné ruiny a k tomu potřebuje vaší pomoc, protože nedokáže vyřešit všechny hlavolamy a zároveň se vyhýbat překážkám a mumiím.

Ve hře naleznete tři nové minihry dostupné z profesorova kufříku. Ve výzvě The Toy Robot ovládáte robota coby hračku, který se posouvá vždy o tři kroky naráz. Dokážete hračku dovést bezpečně do cíle, zatímco se budete snažit bezpečně navigovat? Druhou výzvou je One-Stop Shop, kde musíte využít své schopnosti zvládat více věcí najednou - uspějete pouze pokud se vám podaří nalákat zákazníky, aby kupovali vše z regálů najednou. A konečně, ve výzvě Rabbit Show budete pomáhat trénovat Lukasového cirkusového králíka, který byl díky zlému principálovi nepoužitelný pro cirkusové vystoupení. Budete si povídat a trénovat králíka, čímž ho naučíte novým trikům, jenž později ukážete principálovi, aby ho přijal zpět.