作中時間としては第2期の後となる2116年、長期の内戦状態下にあったSEAUn（東南アジア連合／シーアン）は、紛争地帯の中心部である首都・シャンバラフロートに日本のシビュラシステムを導入する。これによって、シャンバラフロートは平和になったと思われた。そんなある日、武装した不審な集団が日本に侵入する。その集団は日本の警備体制を知り尽くし、シビュラシステムの監視を潜り抜けてテロを計画していた。シビュラシステムが導入されて以降、前代未聞の密入国事件に常守朱は公安局刑事課一係を率いて出動し、対峙する。やがて、そのテロリストの一員にモンタージュを行うと、密入国の支持者と思しき人物が浮上するが、それは公安局刑事課一係の元執行官にして朱の元同僚・狡噛慎也だった。朱は狡噛の真意を探るべく、単身シャンバラフロートへ捜査に向かう。シーアンに入国した朱は、反政府ゲリラに身を置く狡噛と再会。狡噛はニコラス憲兵隊大佐が依頼した傭兵部隊に拘束される。朱はシビュラシステムが不正改造されて憲兵隊に運用されていることをつきとめる。ニコラスは狡噛と朱を始末しようとするが、そこへ日本の公安局刑事課のメンバーが到着し、憲兵隊を殲滅。全てはシビュラによって仕組まれた事件であると明らかになる。朱はシビュラの義体にすり替わったハン議長に、辞任して選挙で元首を選ぶことを迫ったあと帰国する。狡噛は宜野座に見逃され、旅に出る。
舞台は、人間のあらゆる心理状態や性格傾向の計測を可能とし、それを数値化する機能を持つ「シビュラシステム」（以下シビュラ）が導入された西暦2112年の日本。人々はこの値を通称「PSYCHO-PASS（サイコパス）」と呼び習わし、有害なストレスから解放された「理想的な人生」を送るため、その数値を指標として生きていた。その中でも、犯罪に関しての数値は「犯罪係数」として計測され、たとえ罪を犯していない者でも、規定値を超えれば「潜在犯」として裁かれていた。そのような監視社会においても発生する犯罪を抑圧するため、厚生省管轄の警察組織「公安局」の刑事は、シビュラシステムと有機的に接続されている特殊拳銃「ドミネーター」を用いて、治安維持活動を行っていた。本作品は、このような時代背景の中で働く公安局刑事課一係所属メンバーたちの活動と葛藤を描く。第2期は第1期終了時点から1年半後から始まり、シビュラシステムと公安局に攻撃をしかけてくるシステムに認知されない犯罪者を追うことになる。
テレビドラマ『踊る大捜査線』の監督として知られる本広克行は無類のアニメ好きでもあり、長らく自らの手でアニメを作る夢を実現させたいという想いから、多忙の中で密かにアニメ作品の企画を構想していた。2009年、Production I.Gのプロデューサーと接触する機会を得た本広が長年の夢を語ったことがきっかけとなり、アニメ制作監督の塩谷直義と共に本作品の実企画がスタートした。当初は「現代版『パトレイバー』を作ろう」という構想であったが、やがて様々なセッションの過程を経てストーリーラインを固める段階にきた2011年初頭の頃、ハードでダークな作風の『魔法少女まどか☆マギカ』で知名度を得た虚淵玄をメインストーリーライターとして迎え、下記「作品概要」に記載した最終的な作品形式ができあがった。また、実際のアニメ脚本は小説家・深見真と高羽彩がシリーズ構成を元に草稿を書き、それをもとに虚淵が脚本を書き下ろす共作形式で概ね全話作られている。第2期は1クール全11話。シリーズ構成に新たに作家の冲方丁が加わり、熊谷純が脚本を担当。虚淵はシリーズ監修を務める。第3期は劇場三部作第3作の初日舞台挨拶にて製作が発表された。
1990年代後半以降、中国では、人々の大学進学熱に対応するために、政府は「高等教育の大衆化」を目指し、大学入学枠を大幅に拡大した。中国の大学定員は、1998年は約108万人であったが、1999年は約150万人、2000年には約221万人、そして2002年には約268万人と急増した。2009年になるとこれが610万人以上に達している>。その一方で、産業構造の転換は後手に回っている。中国の労働市場では、「農民工」を対象とする単純労働の需要は大きいが、大卒者の希望する職種については求人が限られている。また熾烈な市場競争に直面した企業は、即戦力を採用したがる傾向があり、新卒者を時間をかけて育てあげるという余裕はない。こうしたミスマッチの結果、就職できなかった大卒者は、2007年には100万人、2008年には150万人、2009年には80万人に上る。彼らの多くは、低賃金の非正規労働で生計を立てながら、都市郊外（多くは「城中村」（都市の中の村）と呼ばれる農民工の居住地区にある）安アパートの一室に6、7名でルーム・シェアをして群れるように暮らしている。賢く勤勉だが、弱小で、群居しているところから「蟻族」と呼ばれる。この「蟻族」の数は、北京市内だけでも約数10万人、上海、広州、杭州、武漢、西安などの大都市にも「蟻族」の集住する「村」が形成されており、その規模は全国で100万人以上に達すると言われる。この「蟻族」の大半は「貧困第二世代」である。前述の廉教授は、以下のように述べる。「『蟻族』の多くは農村や県レベルの小さな町の出身である。両親は下流階級で家庭の所得も低い。彼らは小さいときから一生懸命勉強し、大学を卒業しさえすれば、人生を変えられると言われて育ち、苦学して大学に入り、良い就職を目指して学業に励んだ。しかし大学卒業と同時に、彼らは思い知らされる。コネがない者は、結局村に帰るしかないのだ」と。