Осторожно спойлер:
Во всем мире, где технологии и человечество переплетаются, проживает молодая любовница по имени Ре-Л Майер. Она - милиционер в мегаполисе Ромду, окруженном барьером от внешнего мира. Здесь люди сосуществуют с разумными андроидами, называемыми «камери». Однажды Ре-Л получает поручение расследовать серию мистических убийств, связанных с неясным существом, известным как Эрго Прокси. Её работа приводит к неожиданным открытиям, и она решает выйти за пределы привычной жизни, чтобы разобраться в происходящем.
Погружаясь в тайны, Ре-Л сталкивается с разнообразными препятствиями. Она обнаруживает, что её личные воспоминания и восприятие действительности начинают меняться, и иногда встречает андроида по имени Пино. Пино, обладающая необычными способностями и задающая вопросы о своем существовании, становится для Ре-Л не простым помощником, а чем-то большим. В ходе их совместных приключений любовница начинает сомневаться в истинной природе своего окружения и в том, кем она является на самом деле. С каждым новым открытием ситуация становится все более запутанной, и Ре-Л осознает, что все её действия могут привести к непредсказуемым последствиям.
Тем временем, на горизонте вновь появляется одна фигура - сам Эрго Прокси, стремящийся изменить порядок вещей. Его цель неясна, однако намеки на его влияние на события в Ромду становятся все более очевидными. Ре-Л и Пино оказываются втянутыми в конфликт, который может изменить само существо их существования. Вопросы о человечности, идентичности и свободе становятся с каждым днем все более острыми, и чем дальше они продвигаются, тем больше чувствуют, что играют в опасную игру, где ставки безгранично высоки.