Luigi is terug op missie om een paar hardnekkige geesten uit enkele griezelige villa's te verwijderen. Met zijn betrouwbare Poltergust-stofzuiger, die geesten opzuigt, staat Mario's broer in het middelpunt van de aandacht om deze vervelende fantomen te vangen.

Een licht op de geesten schijnen is niet meer genoeg om ze te immobiliseren. Spelers moeten een flitsfunctie activeren en loslaten om de geesten te verlammen voordat ze ze met de Poltergust opzuigen. Verschillende soorten geesten achtervolgen de verschillende villa's. Luigi moet ontdekken hoe hij elk van hen kan verslaan en verborgen geheimen kan vinden om nieuwe gebieden en schatkisten vrij te spelen. Deze nieuwe elementen zorgen voor meer variatie en introduceren nieuwe mechanismen voor het oplossen van puzzels.

Spelers kunnen de Poltergust gebruiken om Luigi te helpen bij het verwijderen van behang om verborgen gebieden bloot te leggen, stapels bladeren te verwijderen die schatten verbergen, of stapels munten en biljetten op te zuigen. Maar in werkelijkheid wil de nerveuze en terughoudende Luigi gewoon zo ver mogelijk van deze geesten wegblijven.

De 3D-graphics brengen de villa's, geesten en de omgeving tot leven. Spelers ervaren alle indringende rillingen en het plezier dat het spel te bieden heeft.

Dit spel is de eerste vervolg op de Nintendo GameCube-lanceringstitel van 2001, Luigi's Mansion.