レベルファイブより2009年11月26日に発売されたニンテンドーDS用アドベンチャーゲーム。
レイトン教授シリーズの第2シリーズの第1弾。時系列ではシリーズで最も古い時期の物語となる。
物語の舞台は、『レイトン教授と不思議な町』の3年前の世界。「ナゾトキ×出会いの物語」をコンセプトに、レイトン教授とルーク少年の出会いの物語が描かれる。2009年12月19日公開の劇場版アニメ映画『レイトン教授と永遠の歌姫』と物語・設定につながりがある。
本作も全てのナゾが「頭の体操」シリーズでおなじみの多湖輝教授監修で作られたオリジナルパズル。
エンディングテーマは「Paxmaveiti ラフマベティ-君が僕にくれたもの-」(歌:安藤裕子)。
ゲーム本編をクリアすると、ブラウニーブラウンと共同で制作されたおまけモード「レイトン教授のロンドンライフ」をプレイできる。レイトン教授たちが住むタイニーロンドンを舞台に、自分だけのアバターを作って自由気ままに遊べるRPGとなっている。
続編に『レイトン教授と奇跡の仮面』『レイトン教授と超文明Aの遺産』がある。
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