Psycho-Pass (la película) transcurre en el año 2116, justo dos años más tarde de los hechos sucedidos en Psycho-Pass 2. El sistema Sibyl por el que se rige la sociedad japonesa está siendo exportado a otros países interesados, extendiéndose por el mundo. En la unión de paises del sudeste de Asia se ha introducido recientemente el sistema Sybil en fase de pruebas, y la recien creada ciudad flotante Shambala Float aparentemente ya disfruta de los beneficios de este sistema (una utópica paz). Entonces sucede que varios terroristas llegados de la región asiática aparecen en Japón para atacar al sistema. La agente Akane deberá iniciar una investigación sobre este ataque y todo detrás de él. Entonces descubrirá entre otras cosas a un viejo conocido que está relacionado con este suceso.