Dans un avenir proche, il est possible de mesurer instantanément et de quantifier l'état psychologique - appelé Psycho-Pass - de chaque citoyen grâce à une nouvelle technologie : le Dominator. Cette arme spéciale a été mise au point par le système Sybil afin de minimiser les crimes. Akane Tsunemori, sortie première de sa promotion, est engagée dans les rangs de la Section d'Investigation Criminelle en tant qu'inspectrice. C'est avec l'aide de criminels latents qu'Akane doit enquêter sur des crimes et devancer les criminels potentiels avant qu'ils ne passent à l'acte.