W przyszłości szybko rozwijająca się technologia prowadzi do powstania gigantycznych robotów znanych jako „Labors”, nazwanych tak ze względu na ich użyteczność w ciężkim przemyśle. Jednak daje to również początek „przestępstwom z użyciem Laborów”, co rodzi potrzebę utworzenia nowej gałęzi organów ścigania wyposażonej w Labory i zajmującej się ich egzekwowaniem prawa. Gdy Izumi Noa, policjantka, zostaje najnowszą rekrutką Wydziału Pojazdów Specjalnych 2, ona i jej najnowocześniejszy „Patrol Labor” (lub „Patlabor”) Alphonse zostają wciągnięci w serię przygód z udziałem szalonych robotników budowlanych, ekoterrorystów i potworów morskich.