时为近未来，人类的心理状态和性格倾向都变得可测定且数值化。人们把这一测定值俗称为“PSYCHO-PASS”，并以此数值为指标积极地迈向“好的人生”。而犯罪也是通过数值来处理。厚生省公安局的刑警们由拥有高犯罪系数、为犯罪者心理所迫的猎犬“执行官”和拥有冷静的判断力、指挥执行官的精英人物“监视官”组成队伍，以由总括生涯福祉支援系统“西比拉系统”所解析的与犯罪相关的数值“犯罪系数”为依据，守护着都市的治安。他们追捕那些数值超过规定值的、有犯罪危险性的犯罪者“潜在犯”，并利用可以瞬时测定“犯罪系数”的断罪之枪“Dominator”将其处决。监视官常守朱经历了无法正确解析“犯罪系数”的“免罪体质者”槙岛圣护的事件，作为一名刑警逐渐成长，并得知了西比拉系统的真相。她依然信守人性与法律秩序，遵从系统的指示，率领新生的刑事课一系，每天与犯罪者对抗着。然而，足以动摇系统的怪物正在他们面前悄悄潜伏着，而他们却对此一无所知——
因为一块布丁，野原新之助（矢岛晶子 配音）和妹妹向日葵（こおろぎさとみ 配音）激烈争吵，身为哥哥他自然受到爸爸广志（藤原啓治 配音）和妈妈美伢（ならはしみき 配音）的训斥。小新恼羞成怒，扬言“不要当哥哥！不要妹妹了！”就在此刻，一胖一瘦两个绿衣人出现，声称愿意将小葵收养，以向日葵公主的身份展开新的生活。一道刺眼强光过后，签订了协议的野原一家被吸入UFO，开始了吉凶未卜的宇宙旅行。 从向日葵星国王口中得知，当前这颗星球和地球正面临前所未有的危机，一旦二者间的平衡受到破坏，两颗星球都将迎来毁灭的厄运。而向日葵，正是防止危机的关键……
