Апокалипсис в аниме «Эрго Прокси» практически разрушил земную цивилизацию, экология пришла в негодность. Жизнь теплится лишь в некоторых местах, где города защищены специальными куполами от воздействия ядов и радиации. В одном таком городе-куполе под названием Ромдо живут люди вместе с киборгами-андроидами. Поскольку за пределы выходить категорически запрещено, в городе поддерживается строгий контроль, за который отвечают четыре механических робота.
Относительный покой резко нарушается после череды жестоких убийств. За расследование берется инспектор Рил Мэйер. Вместе со своим авторейвером она пытается выйти на след, однако следствие тормозится внезапной эпидемией опасного вируса, который наделяет роботов чувствами и душой.
Чем больше Рил углубляется в тайну последних преступлений, тем больше ей открывается городских тайн. Она узнает о странном существе Прокси, которого нельзя отнести ни к роботам, ни к людскому роду. Что все это значит? Получить ответ она может лишь только от одного человека – Винсента Лоу.