Действие разворачивается в Токио 1999 года, где правопорядок поддерживает элитное подразделение, известное как «Патлэйбор». На вооружении у этих полицейских находятся не обычные машины, а гигантские человекоподобные роботы — лэйборы, созданные для подавления преступности. Однако и злоумышленники не отстают, используя аналогичную технику в своих целях, что превращает противостояние в битву титанов.

Сюжет приходит в движение после странной гибели человека на строительной площадке грандиозного проекта «Вавилон». То, что на первый взгляд кажется самоубийством, оказывается лишь верхушкой айсберга. Это событие запускает череду мрачных и непредсказуемых инцидентов, которые грозят не только сорвать строительство, но и поставить под удар весь мегаполис. Теперь бойцам Патлэйбора предстоит распутать клубок тайн, где за каждым углом может скрываться новая угроза, способная стереть Токио с лица земли.