La tredicenne Lain Iwakura è una studentessa timida ed introversa. Un giorno riceve un'e-mail da una compagna di scuola appena suicidata. Anziché restarne inorridita, si incuriosisce. Inizia dunque ad avere delle visioni e la sua vita cambia.

Mentre sono al "Cyberia", Alice, Julie e Reika notano una ragazza incredibilmente somigliante a Lain, anche se nei modi di fare la considerano opposta alla ragazza che conoscono. Decidono quindi di invitare Lain al club che accetta con varie sollecitazioni. Quel che farà Lain al locale sorprenderà tutti.

Un inquietante gioco in rete chiamato "Phantom" ha conseguenze mortali per chi lo gioca. Lain decide di indagare.

Lain riceve messaggi criptici sull'esistenza, su Dio e su una profezia imminente. Mentre riflette sui significati dei messagi, Mika sta per iniziare una giornata molto strana.

I bambini si comportano in modo strano, le braccia tese e fissano il cielo in silenzio. Una visione sconvolgente appare all'improvviso nei cieli. Lain è determinata ad andare a fondo nelle indagini.

Mentre le attività dei Cavalieri fanno notizia della sera, uno strano uomo di nome Nazumi vaga per la città con macchine legate al suo corpo.

Ancora scossa dalle informazioni che ha ricevuto, Lain scopre di essere accusata di aver diffuso una brutta voce in WIRED.

Un documentario su Roswell fornisce a Lain alcune preziose informazioni sui pionieri del WIRED. Successivamente, al Cyberia, J.J. dice a Lain di aver lasciato qualcosa il giorno prima e le porge una busta con il logo del Cavaliere. La busta contiene un chip.

Lain lotta contro la sua identità. È un essere umano o solo un ologramma?

Sola e spaventata, Lain si immerge in WIRED, elaborando gli eventi delle ultime settimane e cercando la verità su chi è.

Turbata da ciò che ha visto, Alice decide di visitare Lain a casa e scoprire cosa sta succedendo.

Il mondo sta crollando, le persone stanno morendo e la sanità mentale di Alice è minacciata. Per salvare l'umanità, c'è solo una cosa che Lain può fare; deve fare l'ultimo sacrificio personale.