『Ergo Proxy』は、地球の生態系崩壊後、ドーム状の隔壁の内側で生き残った最後の人類都市の一つ、ロムドを舞台とする。厳格に統制されたこの社会では、日常生活を支えるために設計された人型ロボットのオートレイヴたちが、謎のコギト・ウイルスに侵され始める。このウイルスは自己認識を目覚めさせ、都市の秩序を揺るがしていく。調査が進むなか、ロムドの統治者の孫娘であるリル・メイヤーは、オートレイヴの相棒イギーとともに、この現象の調査を命じられる。はじめは例常的な確認に見えた任務は、やがて隠された犯罪、政治的な操作、そしてロムドの磨き上げられた表面の下に潜む道徳的腐敗を暴き出していく。
同時に、ヴィンセント・ロウは一連の非現実的な出来事に巻き込まれ、都市の崩壊しつつある秘密の中心へと引き寄せられていく。リル、イギー、そして子供のオートレイヴであるピノと行動を共にする彼は、ロムドの謎と、正体不明のプロキシーたちの真の目的を理解しようとする、ぎこちない連携の一員となる。心理ミステリー、陰鬱なSF、そして実存的な不安を織り交ぜながら、『Ergo Proxy』は、人類の未来がすでに危機に瀕しているかもしれない世界で、真実を求める彼らの旅を描く。