Dans un avenir proche, afin de minimiser les crimes, le gouvernement a mis en place le système Sybil, qui permet de scanner régulièrement l'état nerveux, appelé Psycho-Pass, de n'importe quel être humain. Au sein du département de la sécurité publique, une section d'investigation criminelle particulière a ainsi vu le jour et est chargée d'appréhender toute personne jugée potentiellement dangereuse par Sybil. Sortie première de sa promotion, la jeune Akane Tsunemori rejoint les rangs du CID en tant qu'inspectrice et se voit dès le départ envoyée sur le terrain pour une mission d'arrestation. Épaulée au fil de ses enquêtes par des criminels latents qui ont préféré être muselés par le gouvernement plutôt que d'être en cellule d'isolement, Akane va découvrir des failles dans le système Sybil et mettre en doute la légitimité d'une utilisation aveuglée de ce dernier.