2002年冬，横滨大桥突遭战斗机轰炸，媒体纷纷报道这是自卫队战机所为，然而调查显示，涉事战机根本不存在。事件迅速引发民众对自卫队的强烈不信任，东京也因此陷入戒严，骚乱一触即发，整座城市笼罩在战争即将爆发的危机之中。
特车二课第二小队队长后藤（大林隆介配音）察觉，这起事件或许与1999年联合国维和行动中失踪的自卫队队员柘植有关。当年，日本陆上自卫队的机器人部队在行动中遭到全歼，而柘植正是特车二课第一小队队长南云（榊原良子配音）昔日的恋人。在自卫队王牌队员荒川的协助下，后藤与南云逐步追查到柘植的下落。随后，后藤召集泉（富永美伊奈配音）、篠原（古川登志夫配音）等特车二课的旧成员，重新启动PATLABOR机器人，向柘植的根据地发起进攻。
本片是押井守执导的《机动警察PATLABOR》第二部剧场版。
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