Disco Elysium suit un détective dérangé se réveillant tout juste d'une gueule de bois, sans aucun souvenir de qui il est ni du monde qui l'entoure. Alors qu'il doit enquêter sur un meurtre aux côtés d'un inspecteur d'un autre commissariat, le joueur peut également tenter de reconstituer l'identité du détective et découvrir ce qui l'a conduit à cet état.
Disco Elysium est un jeu de rôle non conventionnel qui comporte très peu de combats. Au lieu de cela, les événements sont résolus par des jets de dés et de longs dialogues, utilisant un système de 24 compétences représentant les différents aspects et traits de personnalité du protagoniste, chacune d'entre elles pouvant s'adresser directement au joueur pour influencer sa décision.