Авторы «Metro: Last Light» решили не брать за основу сюжета события романа Дмитрия Глуховского «Метро 2034», продолжения романа «Метро 2033». Вместо этого, игра является прямым продолжением первой части с насыщенным, отчасти нелинейным сюжетом.(Предположительно прологом этой игры является история "Евангелие от Артема" из сборника "Последнее убежище).
Главным героем «Metro: Last Light» вновь становится Артём, которому на этот раз приходится предотвратить гражданскую войну между обитателями московского метро.
Зима 2033-2034 годов кончилась, наступила весна 2034 года. Уничтожив Чёрных, орден «Спарта» перебрался в Д-6. Хан, тайком пробравшись в казармы, будит видящего кошмар Артёма и говорит, что был на пепелище улья чёрных и видел там одного из них. Хан объясняет Артёму, что уничтожение Чёрных — худшая ошибка в истории человечества. Артём и Хан отправляются к Мельнику, чтобы тот отпустил их на пепелище. Но у Мельника на этот счёт своё мнение — он приказывает увести Хана, так как не верит ему, и отправляет вместе с Артёмом свою дочь, Анну, чтобы они уничтожили последнего чёрного. Когда Анна и Артём уходят, Мельник отдаёт приказ двум своим помощникам догнать и остановить Лесницкого — рейнджера Спарты, который, тайно работая на Красную Линию, похитил чемоданчик со смертельным вирусом из хранилища Д-6 и сбежал.
Анна и Артём прибывают на пепелище. Анна занимает позицию на арке входа на ВДНХ, а Артём отправляется искать Чёрного. Но вскоре на него нападают стражи. Уничтожив с помощью напарницы стражей, Артём продолжает поиски Чёрного. Он замечает его, детёныша Чёрного, на краю воронки от взрыва. Следуя советам Анны, Артём начинает погоню за Чёрным. Анне удаётся подстрелить Чёрного из Преведа, Артём хватает его, но Чёрный вызывает у Артёма галлюцинации, после чего они оба теряют сознание. На стрельбу приходят рейховцы, занятые поиском входа в Д-6. Они берут в плен Артёма и Чёрного, Анна пытается спасти их, но не успевает. Артёма увозят в концлагерь Четвёртого Рейха.
В плену Артём приходит в себя. Офицер Рейха убивает гражданина Ганзы, так как длина его черепа не соответствует нормам Рейха. После короткого допроса погибает ещё один пленник, разведчик Красной Линии. Второй разведчик обещает всё рассказать и, когда офицер и рейховец приступают к допросу Артёма, вскакивает и душит офицера, а разведчик добивает его ножом. После, помогший освободиться Артёму пленник, представившийся ему Павлом — командиром разведгруппы красных, отдаёт Артёму нож, а сам подбирает Калаш. После этого они вместе совершают побег. Им удаётся нейтрализовать часть стражи и убежать, попутно освободив заключённых и узнав, что Чёрного продали торговцу с Ганзы. Выбравшись на Тверскую, Павел и Артём попадают на выступление Фюрера. Павел стреляет в потолок и, в поднявшейся суматохе, убегает с Артёмом к мотодрезине. Сбежав, Павел снова попадает в плен, после чего Артём отправляется на его поиски. Он встречает Павла в камере. Павел просит Артёма спасти его, обещая помочь Артёму вернуться к своим, после чего пленника забирают для исполнения приговора — казни через повешение. Артём пробирается через подсобные помещения рейховцев и вытаскивает Морозова из петли. Беглецы пробираются через катакомбы, населённые мутировавшими пауками и выбираются на поверхность.
Найдя себе противогазы, Артём и Павел выходят на поверхность. Пройдя через подземный переход и подождав пока пробегут стражи, они направляются к самолёту. Открыв дверь и зайдя внутрь, герои видят галлюцинации, а дойдя до кабины, теряют сознание и как бы переживают падение самолёта вместе с экипажем. Очнувшись, Артём приводит в чувство Павла и надевает на него противогаз, после чего они продолжают путь к Театральной. Выйдя на открытое пространство, на обоих нападает демон и Павел вместе с Артёмом убивают его. У входа на станцию, на рейнджера и разведчика нападают стражи. Отстреливаясь, Павел и Артём ждут, когда откроют вход на станцию. Морозов вновь спасает Артёма, втащив его на станцию, а охрана гермоворот, вооружённая огнемётами, уничтожает преследователей.
На Театральной, пока Артём осматривается и смотрит представление в Большом Театре, Павел отлучается на время, а потом возвращается к Артёму и предлагает ему отметить то, что они остались живы. Но Павел подмешивает снотворное в напиток Артёма, из-за чего тот теряет сознание. Морозов, оказавшийся майором, сдаёт его начальству. Павел доставляет Артёма на военный смотр на Площадь Революции (на котором Артём узнаёт, что Лесницкий добрался вместе с вирусом до Красной Линии) и передаёт генералу Корбуту. В переговорной, очнувшегося пленника Корбут допрашивает о Чёрных, но в допрос вмешивается генеральный секретарь ЦК КПМ Максим Москвин и избивает Артёма, чтобы научить своего сына Леонида «работе с людьми». После допроса Корбут делает Артёму инъекцию «сыворотки правды», которая вызывает у него видение. Когда Артём приходит в сознание, его освобождает Леонид Москвин, не разделяющий взгляды отца. Во время побега Артём узнаёт о планах Москвина и Корбута захватить всё метро. Корбут утверждает, что нашёл способ сделать всё бескровно. Пробираясь через прилегающие к станции «Площадь Революции» помещения, Артём видит подготовленность Красной армии (дисциплина, экипировка, наличие качественного бронепоезда). Выбравшись с территории красных, Артём попадает в новое жилище своего знакомого — Андрея Кузнеца. Он отдаёт Артёму моторизованную дрезину, названную им и другими «Региной».
Преследуя Павла на Регине, Артём доезжает до затопленного туннеля, попутно помогая беженцам с Красной Линии отбиться от бандитов. Добравшись до затопленного туннеля, Артём отбивается от упырей и уплывает вместе с рыбаком Фёдором, который возвращается на Третьяковскую (называемой вместе с соседней Новокузнецкой «Венецией» из-за затопления большей части станций). По пути на станцию, Фёдор и Артём взрывают преследовавших их лодку креветок. На станции Артём узнаёт, что на неё уже прибыли коммунисты и что находятся сейчас они в борделе. Зайдя туда и подслушав их разговор, он узнаёт о готовящемся эксперименте. После этого Морозов отправляется на встречу с Кислым на склад, полный бандитов. Пробравшись через склад и обезвредив бандитов, Артём застаёт Павла врасплох. Приставив нож к его горлу, Артём узнаёт, что Чёрный находится на Октябрьской, но ворвавшийся в тот же момент Семён позволяет коммунисту сбежать. Получив от Семёна костюм химзащиты, Артём поднимается на поверхность и отправляется к Храму Христа Спасителя — аванпосту Ордена, чтобы передать своим сведения о Павле и об эксперименте.
Артём посещает упавший самолёт и старую бензозаправку, где находит небольшую канистру с топливом. Подсоединив канистру к мотору, Артём включает паром, на котором добирается до другой части болота. Отбившись от ласторогих и стражей, Артём пробирается в торговый центр. Со второго этажа он спускается по помосту на небольшую сухую полянку посреди болота, рядом с которой стоит церковь. Когда Артём собирается пройти по бревну к рейнджерам, ему преграждает путь гигантская креветка. Членам Ордена удаётся уничтожить мутанта. Артём входит в церковь, где его встречает Анна. Рейнджеры собираются идти через церковные катакомбы, но ворота в храм взрывает отряд Лесницкого. Артёма придавливает дверью и он теряет сознание. Убив спартанцев, Лесницкий берёт Анну в плен для переговоров с Полисом и уходит со своими людьми через катакомбы на Октябрьскую.
Очнувшись, Артём отправляется по следам отряда Лесницкого, чтобы спасти Анну. Пробираясь через катакомбы,. Добравшись до некого подобия лифта, он начинает спуск вниз, отстреливаясь от упырей. В катакомбах Артём встречает упырей и носачей. Пройдя несколько крупных пещер, он выходит на деревянный мост. Навстречу Артёму выбегает Большая Мама — гигантская самка носача. Под её тяжестью мост рушится и Артём проваливается в пещеру ниже. Там, отстреливаясь от монстра, Артём ищет выход. Когда Большая Мама разрушает все каменные опоры, Артём добивает её, а в туннель проникают грунтовые воды, которые выносят Артёма в технический туннель рядом с Октябрьской, где Артём теряет сознание.
Когда Артём приходит на Октябрьскую, он узнаёт, что красные заразили станцию вирусом и направили туда свои отряды для якобы подавления эпидемии. Пробравшись через горящую станцию (красные сжигали заражённые вещи), Артём спасает Анну, но Лесницкий вновь скрывается. Лишённые целых противогазов, Анна и Артём добираются до Октябрьской-кольцевой, где их встречают Хан и солдаты Ганзы, которые отправляют их в карантинную палату. В ожидании докторов, Артём и Анна занимаются любовью. Пришедшие доктора не находят у них следов заражения, но Ане еще нужно вылечить рану, так что Артем один покидает карантинную зону. Пройдя зону карантина Ганзы, Артём вновь встречается с Ханом, который делится с ним последними вестями из Полиса.
Артём и Хан уходят с Октябрьской через заброшенный межлинейный туннель. Добравшись до мистической Реки Судьбы, Артём и Хан находят ответы на интересующие их вопросы и оказываются в нужное время и в нужном месте, чтобы успеть перехватить поезд с Чёрным. Хан говорит Артёму прыгать на поезд, а сам едет следом на мотодрезине. Артём оглушает красных и добирается до чёрного, но Ульман, ничего не зная о планах Артёма и Хана, взрывает поезд. В это время Чёрный показывает Артёму, что тот ошибался, позволив разрушить городище Чёрных в 2033-м году, и теряет сознание. Артём выносит его на поверхность.
Артём отправляется вместе с чёрным в поход по поверхности, во время которого чёрный помогает Артёму своими телепатическими способностями, достаёт ему полезные вещи и пытается постичь мир людей. Пройдя переправу через Москву-реку по Лужнецкому метромосту, Артём попадает в депо, где вновь пересекается с Лесницким. Чёрный открывает Артёму воспоминания Лесницкого, откуда они узнают о планах Корбута. Добравшись до Красной площади, Артём попадает в устроенную Павлом засаду, но отбивается и в итоге серьёзно его ранит. Чёрный открывает Артёму воспоминания Павла. Решив судьбу Морозова, Артём продолжает свой путь и попадает в Александровский сад. Там он встречает медведицу, которая нападает на него, приняв за угрозу своим детёнышам. Но из-за нападений стражей и пуль Артёма медведица теряет силы для борьбы со стражами, от стаи которых Артём её спасает. После этого, он и Чёрный добираются до Кутафьей башни, где их встречают Хан и Мельник.
Чёрный показывает Артёму и Хану, что за одной из запертых дверей Д-6 спят чёрные — детёныш не последний из них. Мельник обещает открыть дверь, если от чёрного будет какая-нибудь польза. В Полисе, Хан, Артём и Чёрный, принявший форму ребёнка в плаще, проникают в воспоминания генсека Красной Линии Москвина, выступающего в это время с заверениями о мире и дружбе, из-за чего он вслух говорит, что сам отравил собственного брата и занял его место. Но тут же генсек начинает оправдываться, раскрывая план по захвату Д-6 и всего метро Корбута (из-за наводки которого Москвин и пошёл на убийство и который манипулирует им из-за этого всё это время). Лидерам крупнейших формирований метро открывается коварный, но в то же время гениальный план красных. Все видят, что Москвин лишь пешка в игре «серого кардинала» Чеслава Корбута.
Ещё до переговоров Мельник отдал приказ о полной мобилизации Д-6, что позволяет укрепить бункер до нападения. В Д-6 Артём, Хан, Мельник, Ульман и бойцы Ордена принимают последний бой в Д-6. После перестрелки и уничтожения танка, оставшиеся в живых спартанцы защищают последний рубеж обороны от тяжёлой пехоты красных. Мельник сообщает Артёму, Ульману, Хану и спартанцам что комплекс заминирован и в случае захвата комплекса достаточно повернуть рубильник. Внезапно на платформу влетает бронепоезд красных и Артём, откинутый мощным толчком, теряет сознание. Очнувшись, он видит, что Мельнику оторвало ногу, а вокруг уже полно красных. Подходит Корбут и торжествующе оглядывает искалеченного Мельника. Искалеченный полковник говорит Артёму, что время пришло. Пока ни о чём не догадывающийся Корбут не торопясь подходит к Артёму, тот подползает к пульту и кладёт руку на рубильник...
Тихо на улице, пусто в квартире..Спасибо реактору №4