Planète Mars. Année 2071. Un camion-citerne explose au coeur d'Alba City, répandant un gaz aussi dangereux que mystérieux. Les autorités voient dans cette attaque biologique un acte terroriste sans précédent. Les chasseurs de primes du vaisseau Bebop (Spike, fan d'arts martiaux ; Jet, ancien flic ; Faye, femme fatale et Ed, hackeuse prodige de 13 ans), y voient plutôt une occasion inespérée de se renflouer. Ils partent alors à la recherche du coupable, avec pour seule piste une vidéo floue de ce dernier. Menant parallèlement leur enquête, avec plus ou moins d'efficacité, les quatre chasseurs découvrent peu à peu l'identité du coupable : Vincent Volaju, ex-militaire des forces spéciales laissé pour mort après la guerre sur Titan. Utilisé en vérité comme cobaye pour tester un poison, il erre depuis dans ses fantasmes paranoïaques à la recherche de la porte du paradis. Il prévoit ainsi de profiter de la fête d'Halloween pour répandre ledit poison, radicalement contagieux, sur l'ensemble de la ville. Avec la complicité d'anciens pilotes, Jet et Faye parviennent à vaporiser in extremis le contrepoison. Pendant ce temps, dans un ultime combat, avec l'aide de la charmante Electra, chef de la sécurité et ancienne maîtresse de Vincent, Spike parvient à neutraliser le terroriste qui retrouve, mais trop tard, sa lucidité.