La justice, et son application, ont changé. Au XXIIe siècle, le Japon applique le système Sibyl, un moyen objectif de déterminer le niveau de menace de chaque citoyen en analysant son état mental à la recherche de signes d’intention criminelle, ce qu’on appelle son Psycho-Pass. Les inspecteurs font respecter la loi en maîtrisant, souvent par la force meurtrière, toute personne nourrissant la moindre intention malveillante ; à leurs côtés se trouvent les Enforcers, d’anciens inspecteurs blasés devenus des criminels latents, à qui l’on accorde une relative liberté en échange de l’exécution des tâches ingrates des inspecteurs.
C’est dans ce monde qu’entre Akane Tsunemori, une jeune femme animée d’un désir sincère de faire régner la justice. Cependant, en travaillant aux côtés de Shinya Kougami, un Enforcer chevronné, elle se rend vite compte que les jugements du système Sibyl ne sont pas aussi parfaits que le supposent ses collègues inspecteurs. Alors que tout ce qu’elle croyait savoir est bouleversé, Akane est confrontée à la question de savoir ce qu’est véritablement la justice, et si celle-ci peut être maintenue à l’aide d’un système qui est peut-être déjà corrompu.
Remarque : lors de la saison d'été 2014, Psycho-Pass a été rediffusé et remonté pour s'adapter à une tranche horaire d'une heure, ce qui a donné lieu à 11 épisodes d'une heure. Ce montage comprenait des scènes ajoutées au début et au milieu des épisodes, ainsi que des corrections et des améliorations de l'animation.