En 2112, au Japon, Sibyl, un système informatique, a transformé la société en "monde parfait". Grâce aux caméras, drones et scanneurs omniprésents, Sibyl est capable d'analyser et quantifier la santé mentale et morale des citoyens (ce qui donne le "Psycho-Pass") et ainsi d'identifier les personnes susceptibles de commettre un crime. C'est dans ce monde qu'embarque Akane Tsunemori, nouvelle inspectrice venant tout juste de rejoindre la Division 1 du Bureau de la Sécurité publique. Elle souhaite faire régner véritablement et loyalement la justice. Sous l'influence de Shinya Kōgami, elle décide de traquer Shōgo Makishima, un criminel froid et calculateur disposant en permanence d'un Psycho-Pass neutre. Son enquête l'amènera à remettre en question sa foi au système Sibyl et à Shinya d'opérer en dehors de la loi afin de traquer Makishima

Un an et demi est passé depuis la traque de Shogo Makishima. Shinya Kōgami a quitté le Japon depuis longtemps et Akane Tsunemori est devenue l'inspectrice en chef de la Section 1. A la tête d'une nouvelle équipe, elle continue a traqué les criminels au Psycho-Pass élevés. Mais une enquête les mènera à traquer un criminel désirant détraquer le système Sibyl et révélé sa vraie couleur. Mais un nouveau venu dans l'équipe, Sakuya Togane, un exécuteur au plus au tôt de criminalité semble avoir un comportement étrange.