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Batman trasporta Joker al manicomio di Arkham che ospita momentaneamente i detenuti del Penitenziario di Blackgate in seguito a un incendio. Batman è però sospettoso della facilità con cui Joker si è lasciato catturare. Dentro il manicomio, Joker sfugge alle guardie mentre Harley Quinn libera i detenuti. Joker inoltre fa rapire il commissario James Gordon e minaccia di far esplodere delle bombe piazzate per Gotham se qualcuno dall'esterno interferisse. Mentre cerca Gordon, Batman è esposto al gas di Spaventapasseri e allucina i suoi genitori e la morte di Gordon. Ripresosi, trova e libera Gordon. Trovano Bane privato del Venom dalla dottoressa Penelope Young, ricercatrice del manicomio. Liberato da Joker, Bane attacca Batman ma viene scagliato in acqua dalla Batmobile.

Batman manda Gordon sulla terraferma e accede a una Batcaverna posta sull'isola; qui scopre che la Young stava elaborando un composto simile al Venom, il Titan, ma aveva sospeso il progetto quando aveva scoperto che era Joker a finanziare gli esperimenti; di qui la necessità per Joker di occupare il manicomio per trovare la formula. In cerca della formula Batman viene nuovamente attaccato da Spaventapasseri e salva Young da Victor Zsasz. La Young muore poco dopo in un'esplosione e Joker si impossessa della formula. Batman cattura Quinn la quale si lascia sfuggire che Joker ha un laboratorio nei giardini. Batman distrugge l'impianto di produzione del Titan e apprende da Poison Ivy che l'unica pianta da cui ricavare l'antidoto al Titan si trova nella tana di Killer Croc. Successivamente Joker inietta ad Ivy il Titan e le piante invadono presto tutta l'isola.

Sulla via per Croc, Batman è attaccato da Spaventapasseri, che gli inietta dosi massicce della sua tossina. Non riuscendo comunque a sconfiggere Batman, Spaventapasseri tenta di fuggire nelle fogne ma viene trascinato in acqua da Croc. Batman si sbarazza di Croc e ottiene le radici. Di ritorno alla Batcaverna, riesce a formulare una fiala di antidoto prima che le piante distruggano i computer. Tornato in superficie, Batman sconfigge Ivy fermando così l'invasione delle piante. Intanto Joker termina i preparativi per la festa e invita Batman al centro detenuti. Joker svela di aver catturato di nuovo Gordon e gli spara un dardo di Titan ma Batman si frappone, prendendosi il dardo. Vedendo che Batman si oppone alla mutazione, Joker si inietta il Titan e si trasforma in un mostro gigantesco. Batman si inietta l'antidoto e sconfigge il nemico con un pugno di gel esplosivo.

Nell'epilogo, la polizia riprende il controllo del manicomio mentre Joker e gli altri detenuti mutati dal Titan ritornano normali. Batman riparte subito per Gotham per catturare Due Facce. Dopo i titoli di coda un personaggio afferra una cassa di Titan in acqua (casualmente Spaventapasseri, Bane o Killer Croc)