Tras el suicidio de una estudiante llamada Chisa Yomoda, sus compañeros de escuela comienzan a recibir extraños correos electrónicos póstumos de Chisa desde la red -o Wired-. Entre ellos se encuentra Lain Iwakura, una niña de 14 años a la que se le hace difícil convivir con los demás. Sin conocer el funcionamiento de una computadora, abre el correo de la joven suicida, y, por curiosidad, trata de descubrir más acerca del tema, pidiéndole a su padre un nuevo Navi para poder conocer más acerca de la Wired (que es un sistema de navegación similar a lo que conocemos por internet).

Poco a poco, la vida de Lain comienza a girar sólo a través de la Wired, por lo que su única amiga Arisu (Alice, en inglés) comienza a preocuparse, incitándola a que comience a salir con ella y sus amigas. Así, conoce la existencia de un misterioso Psico chip, que tiempo después le permite entrar a la Wired de forma libre, y que gradualmente la convierte en un ser omnipotente dentro de la Red, como una especie de dios. Conforme, Lain va descubriendo más al respecto, notando que unos extraños hombres de negro comienzan a vigilar su casa, al igual que los knights (especies de hackers dentro de la Wired.)

Gradualmente, Lain se hace famosa dentro de la Wired, ganando un gran prestigio, con lo que también incrementa su poder, y, en consecuencia, pierde el interés por vivir dentro del mundo real.

A medida que descubre nuevas cosas, sus amigas comienzan a recibir rumores acerca de la otra personalidad de Lain (su otro yo del internet, que era completamente distinto) creando confusión. Lain se va a haciendo cada vez más independiente dentro de la Wired, hasta que finalmente descubre que ha dejado de reconocer a su verdadera personalidad, y comienza a preguntarse "¿quién es Lain?".

Komugi-chan es una idol del cosplay y se encuentra en una compañía donde le van diciendo de qué debe disfrazarse y cuándo. Un día se encuentra con una peculiar criatura llamada Mugimaru. Le explica que un virus proveniente de "El Mundo de las Vacunas", Ungrar, escapó y huyó al planeta tierra. Mugimaru fue enviado por Maya, la diosa del mundo de las vacunas, para reclutar a una "enfermera mágica", que casualmente fue Komugi-chan, para capturar a Ungrar.