如往常一样，旭日照耀下的大都会东京，突然发生了大规模的停电事故，继而威严耸立的都政厅发生大规模的爆炸。谁也不曾想到，这一切就是两名高中生所为。始作俑者九重新（石川界人 配音）和久见冬二（齐藤壮马 配音），童年时代曾因某个神秘计划相识，并经历了人生最初也最为刻骨铭心的记忆。不久前转学到东京的二人，通过网络发布恐怖袭击预告，肆无忌惮挑战警方的权威，而无意中在都政厅出现的同班同学三岛理沙（种崎敦美 配音），受命运的驱使成为他们的共犯。另一方面，因政治案件而被打入冷宫的警视厅搜查一课杰出刑警柴崎健次郎（咲野俊介 配音）最早觉察到预告视频和爆炸案的联系，在警署爆炸案之后，他被上司仓桥（手冢秀彰 配音）召回搜查一课。
警方很快得知一个惊人的消息，半年前青森核原料被劫案很可能与这两个神秘恐怖分子有关，东京危在旦夕……

2071年的万圣节前夕，火星上的大城市突然发生了令人惊叹的犯罪。高速公路上一辆油罐车爆炸了。事故发生现场的人们因不明原因病倒，死伤人数超过400人。这样大规模的杀人事件，似乎是不明来源的生物武器所为。为此，火星政府发布了3亿圆的赏金悬赏恐怖分子。目击事件的faye单独行动妄图独占赏金，艾德使用黑客技术找到线索，与Bebop号上的大家一起行动。四人一狗组合再次出动，但他们不知道，这3亿元的代价，是对抗前所未有的强大犯罪者。

2021年，随着超光速航行技术的实现，人类得以在太阳系范围内方便的自由移动，但是由于设计上的失误，这种技术引发了月球的爆炸，无数的月球碎片被吸引向地球，造成了空前绝后的大灾难。存活下来的人类逃离地球，并开始在太阳系各地建立家园。由于这次灾难，国家、政府等权利机构都极为不稳定、治安问题也成为了一个难题。为了在人力资源不足的情况下抓捕罪犯，有些组织开始允许个人抓捕通缉的罪犯并换取奖金，“赏金猎人”这个职业也就由此诞生了。
史派克（Spike）和杰特（Jet）是驾驶飞船Bebop号在宇宙中以捉拿逃犯获取奖金为生的赏金猎人。两人在星际间的旅程中，结识了身负巨债、嗜财如命的美女菲（Faye）和电脑神童艾德（Ed），并收养了拥有高智商的数据狗爱因（Ein）。从此，四人一狗游荡在广阔之宇宙之中，在自己与他人的生活中经历著种种悲欢离合，也寻找著各自的过去。