Handlung
Mit dem Fortschritt der Menschheit entwickelt sich auch die Technologie weiter, was zur Massenproduktion vielseitiger Roboter namens Labors führt, die verschiedene alltägliche Aufgaben erledigen. Einige Kriminelle nutzen diese Maschinen jedoch für illegale Zwecke, weshalb Polizeikräfte weltweit spezielle „Patrol Labors“ oder Patlabors einsetzen, um Labor-bezogene Straftaten zu bekämpfen. Die Polizeianfängerin Noa Izumi schließt sich einer speziellen Patlabor-Einheit an und pilotiert ihren eigenen Mecha namens Alphonse. Gemeinsam mit ihren Kollegen bemüht sie sich, die Gesellschaft vor jenen zu schützen, die diese mächtige Technologie missbrauchen. Während Izumi sich in ihr Team integriert, muss sie ihr soziales und berufliches Leben in Einklang bringen und sich mit dem distanzierten Asuma Shinohara, dem Piloten Isao Oota und anderen Mitgliedern der Einheit anfreunden. Zusammen stellen sie sich Verschwörungen, Arbeitsplatzkonflikten und sogar übernatürlichen Bedrohungen.