台湾マフィアに殺人マシンとして養成されたグラス・ハート。彼女は自殺を図るが、心臓移植を受けて一命を取りとめた。一方“シティハンター”こと冴羽リョウは1年前に最愛のパートナー槇村香を交通事故で亡くしていた。その直後、香の心臓が強奪されるという事件が起きる。
意識を取り戻したグラス・ハートは組織から逃亡。そして眠り続けていた間に夢の中で見た、香とリョウに導かれるように新宿を目指す。しかしそこでヤクザに絡まれた彼女は発砲し、車を爆破させる派手な事件を起こして警察に追われる。そしてまた何者かに導かれるように、リョウの親友・海坊主が営む喫茶店に現れる。
海坊主から「香が戻ってきた」と聞かされた冴羽リョウは、彼女を追って新宿の街をさまよう。そのころグラス・ハートは、リョウに会いたい一心でXYZの謎の暗号を探していた。そしてその暗号を新宿駅にある伝言板に書き込めば、リョウに会えると知ったグラス・ハートは、香の幻に導かれるように伝言板を捜し求める。
ドクの診療所に運ばれ意識を取り戻したグラス・ハートは、自分に移植された心臓の持ち主・香と対峙する。しかし、自分の体を乗っ取られたように感じるグラス・ハートは香に反発する。その頃、逃亡したグラス・ハートを追って台湾マフィア・正道会のボス・李大人が極秘に来日するが、李は何者かに狙撃される。
正道会のボス・李大人が狙撃され、危篤に陥った。正道会は狙撃犯と目されるグラス・ハートを血眼になって探し回り、新宿の街は殺気立っていた。一方、逃亡を続けるグラス・ハートは生きる理由を見失い、拳銃で胸を打ち抜こうとするが……。
リョウの前に、狙撃されたはずの李大人が現れた。実は狙撃されたのは影武者の李の双子の弟・謙徳だったのだ。グラス・ハートが自分の実の娘であることを明かし、自殺を図った娘の命を救うために、香の心臓を奪ったことを告白する。
グラス・ハートがついにリョウの前に現れた。青龍部隊の兵士たちが歌舞伎町に集結し、血眼になって2人を捜す。命がけで自分を守ろうとするリョウに、グラス・ハートは「奴らの狙いは私。私を殺して彼らに渡せばいい。私はあなたに心臓を返しに来たのだ」と告げる。
リョウは青龍部隊との銃撃戦に備え、グラス・ハートを連れて封鎖地区のホテルへとたどり着く。そこには海坊主や冴子、ドクら仲間たちがリョウとともに戦うため待ち受けていた。そこ青龍部隊の斥候が潜入し、グラス・ハートは単身で立ち向かってゆく。だがその男はかつて彼女が殺したはずの仲間だった。
グラス・ハートの命を狙う青龍部隊とリョウらとの戦闘が始まった。そんな中、訓練生時代に最終試験で殺し合いを命じられ、殺したと思い込んでいた信宏がグラス・ハートの命を守るため現れる。だが、その信宏こそが李大人を狙撃した男だった。
青龍部隊は李大人配下の玄武部隊に鎮圧され、リョウたちは窮地を救われた。李大人はそこで初めて我が娘をその腕に抱く。そしてリョウは、李大人を裏切ってその暗殺を指示し、グラス・ハートに狙撃犯の濡れ衣を着せた青龍部隊司令官の張を始末する。
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