W słoneczne popołudnie w swoim paryskim mieszkaniu Mireille Bouquet, najemna zabójczyni, otrzymuje niezwykły e-mail od Kiriki Yuumura, młodej japońskiej studentki, która zaprasza ją do wspólnego "pielgrzymowania do przeszłości". Początkowo odrzucając wiadomość jako bzdurę, zmienia zdanie, gdy zaczyna odtwarzać piosenkę, którą rozpoznaje ze swojej młodości. Gdy po raz pierwszy spotykają się osobiście, obie zostają nagle zaatakowane przez uzbrojonych w broń palną mężczyzn. Podczas gdy Mireille potrafi odparować atak, odkrywa, że Kirika jest bardzo biegła w sytuacjach bojowych, gdy sama eliminuje kilku strzelców. Mimo swojej biegłości w zabijaniu, Kirika żałuje swojej niemożności odczuwania żalu za ofiary. Ponadto Kirika pozornie nie pamięta, w jaki sposób zdobyła posiadane umiejętności, ani nawet swojej prawdziwej tożsamości. Wyczuwając wspólną historię między nimi, Mireille zgadza się na współpracę z Kiriką i razem wyruszają w podróż, aby odkryć tajemnice swojej przeszłości. Działając pod kryptonimem "Noir", krucha aliansa duetu jest testowana, gdy zaczynają przyjmować zlecenia, każde z nich przybliża je do prawdy o tym, kim naprawdę są.