Der achtzehnjährige Kei Watanabe hat sein ganzes Leben lang gesehen, was andere nicht sehen können: Die Verbindungen zwischen Menschen erscheinen ihm als farbige Fäden – rot für Liebe, schwarz für Hass, gold für finanzielle Bindungen und unzählige andere Schattierungen, die verborgene Emotionen, Lügen und Absichten offenbaren. Diese ungewollte Fähigkeit belastet ihn seit seiner Kindheit und zwingt ihn, jeden Verrat und jede Täuschung um ihn herum mitzuerleben. Da er niemandem vertrauen kann, zieht sich Kei aus der Gesellschaft zurück und wird zum Einsiedler, der seine Tage in seinem Zimmer verbringt, Essen online bestellt und menschlichen Kontakt vermeidet.

Seine Isolation endet an dem Tag, als er von dem Polizisten Zen Mutou und seiner jüngeren Schwester Kanade zu einer Feldbefragung angehalten wird. Zen, ein charismatischer und scheinbar rücksichtsloser Mann, erkennt sofort Keis Fähigkeit. Zen selbst besitzt ein anderes Psycho-Auge – die Macht, die Wachsamkeit anderer Menschen als sichtbare Membran zu sehen, sodass er ihre nächsten Bewegungen lesen und jeden Angriff mit nahezu perfekter Präzision kontern kann. Auch Kanade hat ihre eigene Variante: Sie kann Routen und Wege wahrnehmen, was sie zu einer Expertin für Verfolgung und Navigation macht. Zen zwingt Kei, bei einem dringenden Fall zu helfen: Ein Nutzer namens „Urs“ hat online eine Straftat angekündigt. Mit seiner Fähigkeit, die Fäden in einem Videoanruf zu sehen, lokalisiert Kei Urs – ein einsames Mädchen ohne Bindungen zu irgendjemandem – und redet auf sie ein, wodurch er ihr Leben rettet. Dieser Erfolg überzeugt Kei, sich Zens geheimer Einheit, der Spezialüberwachungseinheit (Spitzname „Marume“), anzuschließen, einem Elite-Polizeiteam, das ausschließlich aus Psycho-Auge-Nutzern besteht.

Marume operiert von einer versteckten Basis aus und ist damit beauftragt, Fälle zu lösen, die die normale Polizei nicht bewältigen kann. Kei lernt die anderen Mitglieder kennen: Bon, einen ehemaligen Betrüger, der die Erinnerungen lesen kann, die auf Gegenständen zurückbleiben, und die Zeit zurückdrehen kann, um vergangene Ereignisse zu sehen; und Tama Amou, deren Fähigkeit es ihr erlaubt, die „Glaubwürdigkeit“ der Worte einer Person als Geldbetrag zu sehen und sie durch Befragung zur Wahrheit zu zwingen. Das Team trainiert und lebt zusammen, und Kei lernt langsam, wieder zu vertrauen. Aber die Organisation, der sie gegenüberstehen, das kriminelle Syndikat „World’s Eye“, ist skrupellos. World’s Eye entführt Psycho-Auge-Nutzer, um ihre Augen zu ernten und in andere zu transplantieren, wodurch künstliche Fähigkeitsträger für ihre eigenen Zwecke geschaffen werden. Sie haben Operative mit erschreckenden Kräften, wie die Zwillingsattentäter Jin und Siana. Jin kann Kausalität manipulieren, um tödliche „Unfälle“ zu verursachen (die „Schmetterlingseffekt“-Fähigkeit), während Siana Hellsehen und Vorahnung einsetzt, um ihn zu unterstützen.

Die Geschichte vertieft sich, als Keis lange verschollener Vater, Akira Watanabe, plötzlich wieder auftaucht. Akira behauptet, er habe die Familie verlassen, um Kei vor Schuldeneintreibern zu schützen, und Kei, der sich nach einer familiären Bindung sehnt, glaubt ihm. Aber es ist alles eine berechnete Manipulation: Akira ist in Wirklichkeit der wahre Anführer von World’s Eye. Er inszenierte seine Rückkehr, um Kei in Verzweiflung zu stürzen und ihn für die Organisation zu rekrutieren. In einer verheerenden Konfrontation in einem Kino erschießt Akira Zen – der sich vor Kei stellt – und lässt den verletzten Mentor für tot zurück. Zens Fall zerschmettert Marume. Der Polizeiinterne Ermittler Onigawa, der die Einheit immer verachtet hat, übernimmt als interimistischer Kommandeur und droht, sie aufzulösen.

In seiner Trauer wird Kei von einem mysteriösen Mann namens Ishikawa Goman entführt, der seine eigene Agenda verfolgt. Goman nutzt Keis Fähigkeit, um seine Pläne voranzutreiben, aber die Situation eskaliert, als eine dritte Fraktion, die Attentatsgruppe Corpes Corp., das Schlachtfeld betritt. Ein dreiseitiges Feuergefecht bricht aus zwischen Marume (das jetzt unter Onigawas widerwilliger Führung kämpft), Gomans Kräften und Corpes Corp. Mit der geisterhaften Führung von Zens Geist – den Urs jetzt sehen und mit dem sie kommunizieren kann – gelingt es Kei, das Angriffsteam von Corpes Corp. zu zerstören und Goman gefangen zu nehmen. Er kehrt zu Marume zurück, aber die Einheit bleibt zerrüttet, der Verräter noch nicht identifiziert und sein Vater noch immer auf freiem Fuß.

Im Laufe der Erzählung entwickelt sich Keis Fähigkeit weiter. Er lernt, die Dicke, Farbe und Bewegung der Fäden zu lesen, um nicht nur Beziehungen wahrzunehmen, sondern auch den Standort versteckter Feinde, die Emotionen hinter Online-Nachrichten und sogar die visuellen Geister von Menschen in Videoaufnahmen. Die Serie verbindet psychologische Spannung, intensive Nahkampf- und fähigkeitsbasierte Kämpfe sowie eine Coming-of-Age-Geschichte über einen einsamen jungen Mann, der entdeckt, dass sein Fluch eine Waffe sein kann und dass Bindungen – selbst schmerzhafte – es wert sind, beschützt zu werden.