Le gouvernement de la ville-dôme Romdo, voit une de ses expériences interrompues par l'évasion d'un de leur "Proxy", créature humanoïde aux pouvoirs incomparables. Re-I qui enquête sur le meurtre d'un humain par un autoreiv infecté du virus Cogito, se retrouve nez à nez avec un Proxy, alors qu'elle est médusée par la peur, un second Proxy apparaît et un combat s'engage.

Alors qu'elle a survécu à cette étrange attaque Re-I est discrédité dans son entourage car tout le monde refuse de la croire. Afin de laver son honneur et de comprendre ce qui s’est passé, elle décide de tirer tout cela au clair.

Re-I découvre la vie hors du dôme, elle rencontre les résistants qui vivent en dehors de la ville dans des ghettos et qui arrivent à survivre malgré les raids réguliers de l'armée envoyée par le gouvernement du dôme et malgré le virus mortel qui sévit à l'extérieur.

Vincent à bord du "Lapin" se dirige vers Mosk, son pays natal, il est accompagné de Pino, la petite androïde. Re-i quand à elle a été récupérée par la sécurité de Romdo et va subir un traitement de soin, aidée par le docteur Deadalus.Re-I découvre alors certains secrets inavoués de la ville dôme.

Pino et Vincent reprennent le large en direction de Mosk toujours à bord du "Lapin". Deadalus a été relevé de ses fonctions, Raoul le responsable de la sécurité à Romdo ne peut plus supporter les déshonore que le maire lui fait subir.

Les protagonistes font leurs provisions dans un supermarché se trouvant dans un dôme sans vie. Seul un lac en son centre semble cacher quelques mystères.

Pino tente de retrouver Vincent et Re-L à travers Smile Land.

Re-l se réveille à Romdo sous l'œil bienveillant de Deadalus et de son assistante Swan. Mais où sont Pino et Vincent ?

Chacun des personnages se retrouvent en proie au désespoir, à la peur et à la tristesse. Pino cherche son père, Re-l voit tout ce qu'elle aime disparaître et Vincent s'est abandonné à Ergo Proxy.

Romdo sombre inévitablement, alors que nos héros se battent pour conserver leur vérité.