인간의 심리 상태나 성향을 측정해 수치화가 가능한 세계. 모든 감정, 욕망, 반사회적 심리 경향이 낱낱이 기록, 관리되어 대중들은 '이상적인 삶'의 지표가 되는 그 수치의 실현에 힘쓰고 있었다. 인간 본연의 마음, 개인의 정신 자체를 판정하는 기준으로 취급되는 이 계측치를 사람들은 속칭 'PSYCHO-PASS(사이코패스)'라 부르게 되었다. 범죄와 관련된 수치는 '범죄 계수'로 계측되며, 범죄자는 그 수치에 의거해 심판을 받게 된다. 치안 유지를 담당하는 형사들은 범인을 수사 및 체포하는 '집행관'과 집행관을 감시 및 지휘하는 '감시관'이 팀을 이뤄 활동한다. 높은 범죄 계수를 지녀 스스로가 범죄의 근원에 다가설 수 있는 수사관만이 우수한 '집행관'이 될 수 있다. 그와 동시에 '집행관'은 범죄자가 될 위험성도 있기에 냉정한 판단력을 갖춘 엘리트 '감시관'에 의해 활동을 감시 받는다. 공안국 형사과 1계에 소속된 멤버들은 각자의 생각을 가슴에 묻은 채로, 언제나 정의가 있는 곳을 내세우며 임무를 수행해야만 한다. 그들이 맞서 나가는 길 앞에서 그들을 기다리고 있는 것은…….

범죄 계수를 정확히 측정할 수 없는 '면죄체질자' 마키시마 쇼고 사건을 거쳐 형사로 성장하며 시빌라 시스템의 진실을 알게 된 감시관 츠네모리 아카네는 인간성과 법질서를 믿으며 시스템에 따라 새로이 구성된 형사과 1계를 이끌고 매일 범죄에 맞선다. 시스템을 흔드는 괴물이 바로 눈앞에 소리없이 다가와있는 줄도 모르는 채──

시빌라 시스템의 도입 후, 일본은 해외와 교류를 끊고 오랫동안 사실상의 쇄국 상태에 있었다. 그리고 2120년, 개국 정책에 의해 변혁의 시기가 다가왔다. 변해가는 세계에서, 범죄에 관한 수치 범죄 계수를 측정하는 총 도미네이터를 가진 형사들은, 범죄를 범하기 전의 잠재범을 쫓는다. 신도 아라타와 케이 미하일 이그나토프는, 공안국 형사과의 형사가 되어 변화하는 세계에서 진실을 추구한다.