В 1999 году Токио кишит гигантскими роботами. Часть из них управляется полицией, остальные — преступниками. Специальное мобильное подразделение «Патлэйбор» получает новейшее вооружение, чтобы ловить злоумышленников на их же машинах. Но отдел по-прежнему утопает в бумажной волоките, а техника ломается в самый неподходящий момент.

Один инцидент на стройплощадке грандиозного проекта «Вавилон» выбивается из рутины. Там происходит самоубийство инженера, личность которого оставляет больше вопросов, чем ответов. С этого момента события начинают складываться в тревожную картину, и не сразу понятно, кто за ней стоит.

Разбираться в происходящем приходится пилотам и техникам подразделения, пока их собственная техника не обратилась против города. Привычные будни сменяются гонкой со временем, где каждая ошибка может стоить Токио очень дорого.