No ano de 2046, os humanos estão deixando de usar robôs e começam a confiar cada vez menos neles. Neste tempo a vida se torna muito perigosa para os seres conhecidos como segundos. Os segundos são a mais recente linha de robôs, até onde o público sabe. Este é o mundo em que o detetive Ross Sylibus vive. O detetive Sylibus é transferido para Marte a seu pedido depois que seu parceiro foi morto por um robô. Quando ele chega, ele cai de cabeça em um assassinato onde um cantor country em seu vôo foi assassinado. Ele sai do avião e observa uma cena se desenrolar e ele conhece seu parceiro, Armitage, uma policial feminina com uma grande atitude. Uma onda de assassinatos começa quando mais mulheres são mortas. À medida que a investigação continua, um segredo é descoberto. Existe outra linha de robôs conhecida como Thirds. Mais e mais Terços desaparecem, enquanto um serial killer que tem a intenção de acabar com todos os Terços corre solto. Armitage em sua busca para levar o assassino à justiça revela um segredo. Ela mesma é uma Terceira.