Seiring berkembangnya umat manusia, teknologi pun berkembang. Para insinyur telah berhasil menciptakan robot yang dijuluki “Labors” untuk distribusi massal, yang digunakan masyarakat untuk berbagai tugas sehari-hari. Namun, ada penjahat yang berhasil mendapatkan Labors ini, menggunakannya untuk tujuan jahat mereka sendiri.

Untuk memerangi bentuk kenakalan baru ini, polisi di seluruh dunia mulai menggunakan “Patrol Labors” atau “Patlabors” untuk menghentikan kejahatan yang berkaitan dengan Labors. Polisi pemula, Noa Izumi, direkrut ke dalam unit Patlabor khusus, dan mendapatkan pakaian mekaniknya sendiri untuk memerangi kejahatan. Dengan menamai mesin ini Alphonse, Izumi bekerja tanpa lelah bersama rekan-rekannya untuk menjaga peradaban tetap aman dari mereka yang akan menggunakan teknologi canggih ini untuk menyakiti orang lain.

Seiring Izumi semakin mengakar dalam unitnya, ia juga harus belajar bagaimana menavigasi lingkungan sosial dan profesionalnya dengan anggun dan cerdas. Dia berteman dengan Asuma Shinohara yang penyendiri, sesama pilot Isao Oota, dan anggota brigade lainnya saat dia membantu mereka memerangi konspirasi, pemberontakan di tempat kerja, dan makhluk gaib.