Нередко в первых кадрах фильма показывают ночной город, залитый огнем неоновых вывесок, — таким способом режиссер погружает зрителя в мир протагонистов. Ночь и город, объединенные вместе, являются важнейшим мотивом нуара. Это можно обнаружить даже в названиях фильмов: «Ночной кошмар» (1941), «Странники в ночи» (1944), «Где-то в ночи» (1946), «Страх и ночь» (1947), «Долгая ночь» (1947), «Он бродил по ночам» (1948), «Они живут в ночи» (1949), «Ночь и город» (1950), «Темный город» (1950), «Спящий город» (1950), «Стычка в ночи» (1952), «Город, который никогда не спит» (1953), «Пока город спит» (1956). Можно однозначно утверждать, что нуар являлся сугубо городским фильмом, в значительной мере повлиявшим на раскрытие конструктивных возможностей кинематографического пространства.
В исследовательской литературе в первую очередь надо обратить внимание на работу Эдварда Дименберга «Кинонуар и современное пространство», а также на книгу Лауры Фрам «Потустороннее пространство — кинематографическая топология города». В этих работах детально исследуется и раскрывается трансформация кинематографического пространства. Оба автора говорят о множественности пространств и множественности временных качеств как важной черте, присущей нуару в целом. Эту особенность нуар позаимствовал из самых различных литературных источников и кинолент предыдущего периода. Лаура Фрам подчеркивает, что нуар-фильмы были своеобразным сейсмографом эпохи: «Он реагировал на возникновение новых городских явлений и пространственную трансформацию реального мира». Более того Дименберг предположил, что нуар был не просто симптомом, но и катализатором слома традиционного городского пространства.
В фильмах нуаровской волны принято выделять три фазы топологии ночи как специфического времени-пространства. Данная топологическая схема помогает проследить процесс трансформации образа ночного города в нуаре. При этом необходимо указать на то, что, с одной стороны, топология нуара испытывала воздействие реального мира, то есть существующих в реальности городов, но, с другой стороны, она развивалась сугубо в рамках нуара, формируя и изменяя все-таки выдуманный городской облик. Начать разговор необходимо с «полярной топологии», присущей раннему нуару, ее отголоски можно услышать в последующих фильмах. Для зрелого нуара более присуща «трансфертная топология», а уже в 50-е годы в кино можно обнаружить следы «сетевой топологии». Обсудим каждую из этих фаз в отдельности.
В ранних нуар-фильмах ночь и город были показаны преимущественно как серия полярных друг другу пространств. Подобно двум полюсам в батарее, дающим электрический ток, антитеза света и тени, внутреннего и внешнего, реального и воображаемого, напряжение, возникающее между крайностями, создает нуар. Показательным было противопоставление частных помещений и внешнего, общественного пространства. В качестве популярного приема использовался вид из окна, что можно с некоторыми оговорками назвать центральным визуализированным образом — с оговорками, потому что образ давался намеком и не проявлялся до конца. Этот вид позволял бросить беглый взгляд на ночной город, который несколько позже станет площадкой для развития событий. Ночной город содержал код неявной угрозы, необъяснимой опасности и таинственности.
В более позднем нуаре ночной город представлен не как противопоставление ночной тьмы и света, уютных комнат и промозглых улиц, частных и общественных площадок, а как череда взаимосвязанных внутренних пространств. Этой стадии нуара соответствует «трансфертная топология». Ни одно из этих помещений уже не будет до конца безопасным, а потому не может вызывать у зрителя ощущения подлинного уюта. Это может быть реакцией на растущие мегаполисы, что воспринималось как фактически бесконечный процесс. Герои перемещались как из внутреннего пространства во внутреннее (переход из офиса в гостиничный номер), так и из внешнего — во внешнее (герой направляется с темной улицы в не менее мрачные доки порта и т. д.). Кинематографическое пространство теперь было связано с поступательным ходом — герой шествовал через весь город, он более не совершал маятниковых движений, колеблясь между светом и тьмой («полярная топология»).