Lain, uma jovem adolescente solitária, desenvolve um fascínio pela informática e pelo Wired (uma versão melhorada da Internet) após a morte de uma das suas colegas de escola, e um e-mail enviado por esta, explica que o seu corpo deixou de viver e que ela vive agora no Wired.
Serial Experiments Lain retrata a situação de dupla personalidade entre o mundo real e o mundo "Wired".