Spike e Jet fanno rotta su Marte alla ricerca di Abdul Hakim, ricercato per il furto di una preziosa cavia da laboratorio: un Welsh Corgi dall'intelligenza accresciuta.

Faye Valentine, provocante giocatrice d'azzardo compulsiva, indebitata fino al punto da avere una taglia sulla testa, viene costretta da Gordon, direttore di un casinò spaziale in combutta con la malavita, ad operare per lui lo scambio di un microchip rubato.

La ciurma del Bebop è sulle tracce di un pericoloso dinamitardo di nome Decker. Non conoscendo il suo aspetto, per trovarlo, Spike e Faye piantonano diversi bar; in uno di questi Spike rimane coinvolto in una rissa e stringe amicizia con VT, irruenta trasportatrice spaziale.

Dopo aver incassato la taglia su un trio di hijacker dalle autorità di Venere, Spike si imbatte in Rocco Bonnaro, ragazzo esuberante che, rimasto impressionato dalle sue capacità dopo averlo visto sconfiggere una serie di uomini davanti allo spazioporto, lo supplica di insegnargli il Jeet Kune Do con tanta insistenza da far sì che Spike acconsenta.

MPU, l'intelligenza artificiale di un vecchio satellite terrestre, sviluppa una sorta di coscienza e, stanco della solitudine, inizia a connettersi ad altri satelliti bombardando con dei laser la Terra e disegnando profili di animali.

Dopo che la ciurma del Bebop approda su Ganimede per incassare la taglia della loro ultima preda, Jet scopre da un suo vecchio amico dei tempi in cui lavorava nell'Intra Solar System Police (ISSP) col soprannome di "Black Dog", che la sua ragazza di allora, Alisa, gestisce un bar chiamato La Fin presso il porto della città.

Il Bebop affronta una placida traversata nei pressi della cintura asteroidale ed il suo equipaggio trascorre il tempo oziando nella noia più totale e rimuginando tra i propri pensieri quando, improvvisamente, una creatura misteriosa, apparentemente entrata clandestina sull'astronave, aggredisce ed infetta con una sorta di escoriazione Jet, Faye e Ein.

Vicious viene incaricato dai Van, capi del Red Dragon Crime Syndicate, di gestire un'operazione per l'acquisto di una partita di droga Red Eye su Callisto e gli viene assegnato come guardia del corpo un ragazzo di nome Lin.

Gren ammanetta Faye e le racconta di come, dopo la guerra di Titano, Vicious, suo commilitone, lo tradì facendolo arrestare con l'accusa di spionaggio portandolo alla pazzia ed alla dipendenza da droghe sperimentali che ne hanno alterato il sistema ormonale. Spike, nel frattempo, ha una serie di flashback su Vicious, Julia e Faye.

Chessmaster Hex, geniale programmatore informatico e creatore dei Gate iperspaziali è furente con la Gate Corporation, rea d'aver volutamente inserito dei difetti nel programma al fine di garantire ulteriormente le proprie entrate economiche con le manutenzioni.

Faye, in un momento di malinconia, inizia a raccontare ad Ein quanto ricorda del proprio passato.

Mentre Faye è lontana dal Bebop intenta a giocarsi tutti i soldi di una taglia recentemente incassata tra casinò e corse dei cavalli, sull'astronave viene recapitato un pacco indirizzato a lei il quale, una volta aperto da Spike e Jet, rivela contenere una videocassetta Betamax. Non sapendo di cosa si tratti, in quanto tecnologia primitiva nel loro secolo, i due, incuriositi, si mettono sulle tracce di un lettore capace di mostrare le immagini incisevi.

Spike Spiegel, con un mazzo di fiori in mano, aspetta qualcuno sotto la pioggia nei pressi di una chiesa. Dopo che la campana suona il ragazzo si allontana malinconico e vengono mostrate delle immagini relative a una sparatoria a cui ha preso parte. Tre anni dopo Spike, divenuto un cacciatore di taglie, si reca sulla colonia asteroidale di Tijuana assieme al suo partner Jet Black, alla ricerca di Asimov Solensan; bandito ricercato per aver rubato un carico di droga nota come Red Eye.

Dopo aver perso al gioco tutti i soldi rubati in precedenza ed essere rimasta a secco di carburante nei pressi di Giove, Faye tenta di rimediare un passaggio per Ganimede dalle astronavi passanti per quella rotta; il caso vuole tuttavia che i primi a raccoglierla siano proprio Spike e Jet.

Mao Yenrai, capo del Red Dragon Crime Syndicate, viene assassinato da uno dei suoi uomini, Vicious, in seguito ad una trattativa di pace con un clan rivale; la notizia tuttavia viene insabbiata e tutto ciò che trapela è la morte del capo del clan rivale, il cui presunto colpevole viene identificato proprio in Yenrai. Incuriosito, Spike lascia il Bebop e si reca da Ani, sua vecchia conoscenza ed informatrice.

In un confuso incubo Spike ricorda dell'incidente in cui perse l'occhio destro e dell'operazione grazie alla quale fu sostituito da uno prostetico.

Udai Taxim, un pericoloso sicario della mafia europea dirotta l'astronave-prigione su cui lui ed altri condannati erano stati stipati per essere trasferiti ad un nuovo carcere di massima sicurezza. Fad, vecchio collega di Jet ai tempi dell'ISSP, col quale ha contribuito all'arresto di Udai, operazione nella quale il secondo perse il braccio sinistro, contatta dunque l'amico per proporgli di aiutarlo a risolvere la situazione.

In viaggio tra Io ed Europa, il Bebop rimane a corto di razioni alimentari per colpa di alcune razzie alla stiva da parte di Faye. Atterrati sul satellite Ed vi si avventura con Ein finendo per entrare casualmente in possesso di alcuni funghi allucinogeni che decide di far provare agli altri membri della ciurma prima di mangiare.

Dopo l'ennesimo danno riportato durante una missione, Spike va sulla Terra per far riparare il suo hovercraft, lo Swordfish II, dal suo proprietario originale e progettista, Doohan. Contemporaneamente Jet e Faye danno la caccia ad un gruppo di pirati spaziali che, tramite alcuni virus informatici riescono a prendere il controllo delle navicelle altrui.

All'uscita di un bar su Marte, Spike assiste per caso ad un delitto da parte di Mad Pierrot, serial killer psicopatico con un passato da cavia in un esperimento volto a creare un supersoldato che, dopo aver ucciso i responsabili delle sue agonie (un ente detto "Sezione 13") ha iniziato a provare gusto nell'atto di togliere la vita agli altri.

Ricevuta una criptica e-mail da un vecchio conoscente, Pao-Fa, Jet si reca a fargli visita trovando però solamente la sua tomba. L'uomo tuttavia non sembrerebbe essere propriamente morto ma solo scomparso in circostanze misteriose, motivo per il quale il cowboy decide di assistere la figlia di questi, Mei-Fa, esperta di feng shui, nella ricerca del genitore che è convinta essere ancora vivo.

La ciurma del Bebop è all'inseguimento di "Teddy Bomber", un dinamitardo che fa saltare in aria, per protesta al capitalismo, gli edifici sfarzosi riempiendo di esplosivo degli orsetti di peluche.

All'insaputa dei compagni, Faye si infiltra nella SCRATCH, una setta religiosa che crede nella digitalizzazione della propria coscienza per poter vivere in eterno su internet come pura anima e sul cui sinistro fondatore, il dottor Londes, è stata messa una cospicua taglia.

Una sera, mentre Faye osserva la videocassetta Betamax rimuginando sul fatto che non le risvegli alcun ricordo, Ed le rivela di conoscere uno dei luoghi che compare nelle riprese. Entusiasta dell'idea di scoprire qualcosa sul suo passato, Faye dirotta dunque il Bebop sulla Terra, nei pressi del luogo indicatole da Ed, ossia l'orfanotrofio dove quest'ultima è cresciuta.

Abbattuti, pur senza volerlo ammettere, per le amiche perdute, Jet e Spike si recano a un bar ad affogare i dispiaceri nell'alcol, ignari che nel frattempo i capi del Red Dragon Crime Syndicate, abbiano dato ordine di uccidere tutti gli ex-membri dell'organizzazione a seguito di un tentato colpo di stato.

Ricongiuntosi con Julia, Spike decide di fuggire il più lontano possibile dagli uomini del Red Dragon, ora comandati da Vicious; e per farlo si dirige dalla fidata informatrice Ani.