親友を殺された億万長者の天才技術者ギデオン・リーヴスは、時代遅れの警察に失望。大金を投じてシカゴ市警第13分署の実権を握り、市民が即座に事件を通報できるアプリ「APB」を使ったハイテク警察を作り上げる。強引な手法に非難を浴びつつも捜査に邁進。女性警官マーフィの協力を得て、親友殺しの犯人を逮捕する。

薬局強盗が逃走中に少女をひき逃げ。事故を目の当たりにしたギデオンは衝撃を受ける。刑事となったマーフィが初仕事として捜査を担当。容疑者は利口で逃げ足が速く、警察犬も新型ドローンも歯が立たない。ギデオンは強盗の改造スポーツカーに対応すべくバイクを改良。ブラントとゴスがバイクで容疑者を追い詰め、逮捕する。

マーフィの元同僚が強盗に撃たれて死亡。容疑者の1人を取り調べるが、口を割らない。ギデオンがストレス度を測れるハイテクチェアを使って、輸送トラック襲撃の計画を白状させる。一味のアジトでスピード科学捜査を行い、襲撃の場所を特定。向かったマーフィが犯人に銃撃されるが、エイダが思わぬ行動でピンチを救う。

ブラントが武器商人のもとへ潜入捜査に向かう。ギデオンが考案した監視ジャケットで司令部と連絡を取ることに。だが相手に拉致され、正体がバレて危機一髪。マーフィら署員たちは一丸となって救出に向かう。一方、市長は13分署を調べるためにマーフィの元夫スコットを派遣。彼は警官を面談し、ギデオンの責任を追及する。

ギデオンは危険な合成ドラッグの排除に乗り出す。ハイテクを駆使して元締めを突き止めるが、法律を逆手に取られて逮捕に失敗。怒った被害者の父親がドラッグ製造所に乗り込んで、敵の人質に。マーフィらが駆けつけて救出し、元締めを逮捕する。この大手柄を知って、ギデオンを敵視する市長も13分署への攻撃を断念する。

ギデオンの父で天才詐欺師のジョーが13分署へ。自分を付け狙う大物犯罪者の逮捕に協力すると言う。マーフィの指揮の下、ジョーは犯罪者に近づいて取引の約束を取りつけるが、捜査費用50万ドルを持って逃走。ギデオンは父と犯罪者の両方を捕まえるべく、小型ドローンを使って取引場所を特定し、マーフィたちが逮捕に向かう。

リーヴス工業の社運がかかった宣伝イベントに、ギデオンの命を狙う男が侵入。ハイテク装置で追跡するが、巧みに逃げられる。マーフィはイベントの中止を主張するが、社の役員ローレンが拒否。ギデオンは会社を守り、男を捕らえるべく、おとりとなって講演のステージへ。銃撃されるが、マーフィらの活躍で犯人は逮捕される。

13分署管内で連続放火事件が発生する。当初マーフィらはギャングの仕業と推理。だがギデオンが火災現場の模型を作って検証した結果、意外な真犯人が判明する。マーフィは犯人を追跡して火災に巻き込まれるが、ギデオンが消火ドローンで救出する。一方ローレンが私設警察ビジネスを提案。ギデオンは悩んだ末、却下する。

マーフィは旧知のFBI捜査官から、情報提供者の捜索に協力するよう頼まれる。ギデオンが宇宙用潜水機を使って湖底を調査。さらにAPBを駆使して見つけ出す。マーフィが情報提供者を護送中に銃撃を受けるが、ギデオンがパトカーを遠隔操作して救出。彼は会社を失う危機にあったが、FBIとの提携が決まって切り抜ける。

コンラッドの地元で連続レイプ事件が発生。彼の反対を押し切り、ギデオンとマーフィはギャング団のボスに捜査の協力を仰ぐ。被害者が事件前に話した男をめぐって捜査は二転三転。ハイテク装置とギャングの機動力を駆使して真犯人を突き止める。一方、DV8に殺されかけたエイダは彼の弱みを握って脅し、撃退しようとする。

覆面の男からギデオンへ脅迫動画が届く。彼はマーフィと共に自宅へ避難。殺し屋に襲撃されて秘密研究所に立て籠もる。外との通信が途絶え、2人は助かる道を模索。ギデオンは、襲われた理由は自分の極秘プロジェクトだと明かす。やがてブラントらが駆けつけて2人を救出。覆面の男はDV8と判明し、さらなる闘いが始まる。

DV8が交通システムに侵入し、シカゴの街は大混乱。コンラッドが負傷した上、13分署のパトカーやドローンも乗っ取られ、ギデオンらは不利な闘いを強いられる。エイダの機転により、ついにDV8を捕まえるが、FBIが彼女を連行。さらに市庁舎攻撃計画が判明し、救出に向かったマーフィらの目の前で、市長が銃弾に倒れる。