あらすじ（引用：wikipedia）

ロボットテクノロジーの発達によって登場した汎用多足歩行型作業機械「レイバー（Labor）」は急速に発展・普及し、軍事・民生を問わずあらゆる分野で使用されるようになった。特に東京を含む首都圏では1995年に襲った東京南沖大地震の瓦礫の処分と、首都圏の土地不足の解消を兼ねた国家プロジェクト「バビロンプロジェクト」のためにレイバーは既にありふれた存在であった。だがその結果、レイバーによる事故はもちろん、レイバーを使用した様々な犯罪行為（酔っ払いの乱闘騒ぎや窃盗からテロ行為まで）が多発して社会問題となった。
この「レイバー犯罪」に対処するため、警視庁は警備部内の特機部隊にレイバーを導入し、その任にあたらせた。しかしそのパトレイバーは発足当初は旧式の作業用レイバーを装甲を強化しただけのもので、日進月歩でレイバーが性能を向上させている状況にあっては優秀な人材を集めた特機部隊もレイバー犯罪に対応し切れず、1998年、警視庁は警備部内に専門部署として新たに「特殊車両二課中隊」、通称「特車二課」を設けた。これがパトロールレイバー中隊 （パトレイバー） の誕生である。
小隊は従来機を運用する「第一小隊」に加え、新たに「第二小隊」を編成することが決定された。その第二小隊にはパトレイバー専用の最新鋭機種である篠原重工製98式AV（Advanced Vehicle）“イングラム”が製造・導入されることになる。ところが、その新型レイバーを与えられる第二小隊は現職である太田功巡査を除いては予備校を出たばかりの経験はゼロに等しい者ばかりで（この部分はそれぞれ違う。OVA版では詳細は語られていない。テレビ版では既に篠原・太田は第二小隊員になって、96式アスカ改を運用している。ただし太田は事あるごとに「これだからな即席上がりは」と言っているし、第二小隊以前の話題もたびたび上がっている）、隊長である後藤をして「精鋭になるかはたまた独立愚連隊になるか」と言わしめた集団であった。こうして後に非難と賞賛を浴びる特車二課第二小隊が発足したのであった。
物語は若いパトレイバー隊員たちが葛藤しながら成長する青春群像であるほか、産業ドラマであり、陰謀ドラマでもある。これらが並行して展開され、密度の高いストーリーとなっている。