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世界表面和平，实则逐渐荒废。赏金猎人史恩准备拘捕即将就任州长的通缉犯利布，却用预知眼看到利布将被暗杀；他试图阻止，仍亲眼看着刺客“抹杀者”夺走目标性命。那名刺客正属于秘密组织克罗诺斯，代号“黑猫”的托雷·哈特涅特。

史恩来到情报商安妮特的店铺寻找工作，被恶棍追赶的女子埃莱娜突然闯进来。她以妹妹被武器商托尔内奥绑架为由，请史恩出手相救。另一边，托雷结识赏金猎人沙耶，并跟着她追查能从手中释放腐蚀液的危险通缉犯普雷塔·古尔。

史恩潜入托尔内奥宅邸，却看见黑猫正用枪指着一名叫伊芙的少女。众人脱身后，史恩才得知埃莱娜其实是盗贼琳斯雷特·沃克，而伊芙是被制造出来的终极生体武器，也是托雷的目标。史恩在公园让伊芙看见宅邸之外的世界，却被托尔内奥的手下强行带回。

史恩与琳斯雷特再次潜入托尔内奥宅邸：琳斯雷特搜寻纳米技术资料，史恩则与伊芙重逢。托雷突然出现，托尔内奥命伊芙启动体内纳米机器、变身与黑猫交战。看到伊芙被迫化为武器，史恩不惜以身犯险出手阻止。

托雷回到克罗诺斯长老会，宣布今后只按自己的判断行动。库利德主动要求前往劝说，真实目的却是与托雷一战；激战中他杀死监视他们的组织人员。托雷最终决定离开克罗诺斯，并把爱枪暂时交给沙耶保管。

托雷与库利德都被克罗诺斯视为叛徒，时间守护者分别展开追捕。赛菲莉亚与托雷正面对峙时，道士式木和虫群闯入，托雷借混乱逃走。沙耶把枪还给托雷，希望他用来保护重要的人；次日，托雷却发现沙耶因被视作“迷惑黑猫的魔女”而成为暗杀目标。

托雷挑战库利德，却在战斗中被油轮爆炸卷入。身受重伤的他被史恩和伊芙救下，但伊芙仍无法信任这名曾经的刺客。她独自离开藏身处，遇到奉命回收她这件“生体武器”的时间守护者No.VII杰诺斯。

托雷获救半年后，开始协助史恩做赏金猎人的工作。伊芙为了和他一较高下，抢先追捕下一个目标。琳斯雷特则被杰诺斯委托，盗取能让道士之外的人获得“道”之力量的“神气汤”；伊芙找到目标伊戈尔时，发现他已能操纵草木。

琳斯雷特查明神气汤的作用，推测星之使徒的下一个招募对象是史恩昔日逮捕的甘萨。托雷在街头救下一名少女并被她主动接近，却不知道她正是星之使徒的恭子。为了在甘萨觉醒力量前抓住他，史恩设计诱捕行动。

库利德仍然活着，并约托雷三天后在圣安杰勒斯城见面。各国首脑会谈当天，克罗诺斯加强戒备，库利德却率星之使徒发动袭击，利用各自的“道”能力让会场陷入混乱。一直无法放下往事的托雷，终于与库利德重逢。

自称传奇杀手“黑猫”的男子乌德尼在镇上招摇撞骗，伊芙暗中替他化解了不少危险。真正的黑猫崇拜者杜兰随即现身，执意杀死假冒者。托雷救下伊芙与乌德尼，并接受杜兰的枪手挑战。

托雷突然离开队伍，独自前往星之使徒的据点。史恩担心他再次失控，带人追赶；与此同时，杰诺斯、奈泽和贝尔加等时间守护者杀入古城。托雷终于与库利德对峙，而库利德以史恩等人的性命相逼，逼他重新成为过去的“黑猫”。

库利德为独断行动的杜兰擅自接触托雷而将其处决，夏尔登与恭子因此对组织产生疑问并离开。星之使徒的博士带着能让人怪物化的纳米机器子弹“路西法”追击恭子。暗恋托雷的恭子做好巧克力前往告白，却恰好成为子弹的目标。

托雷被路西法击中，身体缩小成孩童模样。他救下遭帮派勒索的少年蒂姆，得知一群孤儿赖以栖身的废弃工厂正被强拆。蒂姆还想着替父母复仇，托雷从他的执念中看见过去的自己；当晚，帮派向孩子们发动攻击。

史恩得知有赏金猎人结盟追捕悬赏三十亿的库利德，为了阻止托雷冲动复仇，故意带他和伊芙去帮贵妇人寻找宠物蜥蜴芙洛拉。任务并不简单，因为这只“蜥蜴”其实是一条龙；史恩也私下接触联盟，追查库利德的下落。

托雷前往可通往库利德所在克拉肯岛的港口，却在山中浓雾里倒下。醒来后，他见到与沙耶长得一模一样的少女沙希。沙希独自住在布满陷阱、易守难攻的家中，守着对自己最重要的东西；夜里，大批神秘木人突然来袭。

潜入岛屿前夜，托雷识破赏金猎人联盟的发起者格林其实是克罗诺斯新任No.X林·夏奥利。被利用的赏金猎人们愤而散去，史恩一行也难以租到敢驶向“被诅咒之岛”的船。林与托雷对峙之际，星之使徒派出的怪物突然出现。

众人登上星之使徒据点所在的岛屿，却遭艾姬多娜袭击，队伍被冲散。托雷一行与博士制造的怪物激战，伊芙则遇上风能力者里昂；里昂正是她旅途中结识的孤儿莱拉等人的同伴，双方不得不在友情与立场间作出选择。

赛菲莉亚先一步找到库利德，利剑贯穿对方，却因纳米机器带来的超强再生而无功而返。库利德宣称要建立由自己支配的“乐园”，以强化后的幻想虎彻压制赛菲莉亚；托雷的子弹挡下致命一击，两人最终展开了断宿怨的决斗。

No.XII梅森发动叛乱，召集背叛的时间守护者与星之使徒组成“零号时间守护者”，企图利用巨型装置“伊甸”实现他所称的终极和平。他派人捕捉伊芙，并用装置抹去她的人格；史恩提出让伊芙去上学，反而激怒了她。

伊芙被囚禁在“伊甸”核心。史恩和琳斯雷特找到她的创造者蒂雅优，得知伊甸计划要以纳米机器同时控制全人类，从而消除暴力与欲望，而伊芙正是启动计划所需的模板。托雷等人决定闯入伊甸，将伊芙救出。

伊甸开始向城市倾泻纳米机器，克罗诺斯、赏金猎人和星之使徒暂时联手。蒂雅优指出，必须在伊芙被核心完全吸收前将她取出；失去意识的伊芙会攻击所有接近者，众人于是尝试把浮空的伊甸引向地面并强行突破。

梅森宣称伊甸将建立“完美的生态系统”，并揭开自己操纵众人、故意放走伊芙以让她不断学习的阴谋。穿着奥利哈钢铠甲的梅森令托雷和史恩陷入绝境，库利德却在这时赶到。最终决战中，众人合力阻止伊甸，救回伊芙并迎来各自的明天。