2002年冬天，橫浜大橋突然被戰鬥機炸毀，媒體雖然報導此爲自衛隊戰機所爲，但實際上這架戰機卻並不存在。民衆廣泛對自衛隊產生了不信任感。特車二課第二小隊的後藤（大林隆介 配音）隊長察覺此事與在99年的那場事件中失蹤的自衛隊隊員柘植有關——1999年，日本陸上自衛隊的機器人 小隊在一次聯合國維和行動中遭到全殲。而柘植是特車二課第一小隊隊長南雲（榊原良子 配音）原來的戀人。民衆的不信任感達到了頂峯，處於戒嚴狀態的東京面臨著大騷亂，人們被即將爆發戰爭的危機籠罩著。在自衛隊王牌隊員荒川的幫助下，後藤（大林隆介 配音）和南雲追查到了柘植的下落。後藤招集起泉（富永美伊奈 配音）、篠原（古川登志夫 配音）等特車二課原來的成員們，啓動PATLABOR機器人進攻柘植的根據地……
本片是押井守導演推出了《機動警察PATLABOR》的第二部劇場版。