Akcja Noir dzieje się w nieodległej przyszłości. Mireille jest młodą kobietą, będącą jednym z najbardziej utalentowanych zabójców na świecie. Pewnego dnia otrzymuje e-mail z nazwiskiem następnego celu: Kirika Yumura. Do listu dołączone jest zdanie, "Dołącz do mnie na pielgrzymkę ku przeszłości" oraz melodia, którą odgrywał zegarek jej ojca, gdy rodzice Mireille zostali zamordowani. Ostatecznie Mireille, której rodzice zostali zabici przez tajemniczego zabójcę oraz Kirika, cierpiąca na amnezje, łączą swe wysiłki, by odkryć tajemnice przeszłości, pracując jednocześnie jako płatne zabójczynie.

Anime opowiada o Mireille Bouquet, która jest jednym z najlepszych płatnych morderców w Paryżu. Pewnego dnia ktoś przysyła jej wiadomość, która okazuje się prośbą o spotkanie. Mireille nie jest raczej tym zainteresowana, ale po chwili słyszy muzykę, którą wcześniej wysłuchała podczas śmierci swoich rodziców. Później, w Japonii, Mireille spotyka się z nieznajomą, od której się dowiaduje, że obudziła się w domu, gdzie wcześniej znalazła tylko legitymację, szkolny mundurek, pistolet oraz zegarek należący do ojca Mireille. Jedyne, co utkwiło w jej pamięci, to to, że należy do Noir (grupa płatnych zabójców). Po chwili zostaje zaatakowana przez obcych mężczyzn. Wtedy okazuje się, że jakimś cudem potrafi strzelać z pistoletu i bezinteresownie zabijać. Wiedząc tak mało o sobie postanawia poprosić Mireille o pomoc w poznaniu swojej przeszłości. Tak zaczyna się historia opowiadająca o duecie Noir.

Mireille Bouquet jest jedną z najlepszych płatnych zabójców na świecie. Pewnego dnia otrzymuje pocztę elektroniczną od dziewczyny imieniem Kirika. Dziewczyna oferuje naszej bohaterce wspólną podróż po przeszłości, załącza też melodię, która w boahterce budzi niemiłe wspomnienia. Mirelle postanawia przystać na propozycję dziewczyny...