A série se foca em Lain Iwakura, uma adolescente japonesa moradora dos subúrbios, e sua introdução à Wired, uma rede de comunicação global similar à internet. Lain mora com sua família de classe-média, que consiste em sua inexpressiva irmã mais velha Mika, sua fria mãe, e seu pai obcecado por computadores. A primeira agitação em sua vida solitária acontece quando ela descobre que as garotas de sua escola receberam um e-mail de Chisa Yomoda, uma colega de escola que se suicidou. Quando Lain lê a mensagem em casa, Chisa a conta (em tempo real) que não está morta, mas que somente "abandonou a carne", e encontrou Deus na Wired. A partir de então, Lain é compelida a um caminho que a leva, cada vez mais profundamente, à rede e aos seus próprios pensamentos.