Молодая девушка-киллер с Тайваня, известная под кодовым именем Стеклянное Сердце, решает покончить с жизнью, прыгнув с крыши. Однако её попытка самоубийства оборачивается неудачей — она падает на металлический забор, что приводит к серьёзной травме сердца, но не к смерти. Её спасают благодаря трансплантации сердца, но после операции она впадает в кому. В этом состоянии её посещают странные видения, которые впоследствии приводят её в Японию. Там она начинает поиски донора своего сердца — Каори Макимуры, бывшей партнёрши легендарного Городского охотника Рё Саэбы.
История разворачивается в параллельной вселенной, где персонажи из «Городского охотника» существуют, но их судьбы и события сильно отличаются от оригинальной истории. Автор подчёркивает, что «Сердце ангела» использует лишь образы героев, но не является продолжением или пересказом классического сюжета. Это самостоятельная работа, которая исследует новые грани знакомых персонажей, их мотивы и переживания, создавая уникальную атмосферу.
Сюжет аниме наполнен драматизмом, мистикой и элементами детектива. Главная героиня, пережившая клиническую смерть и получившая новое сердце, сталкивается с загадками, которые ведут её к разгадке тайн её прошлого и настоящего. Её путешествие в Японию становится не только физическим, но и духовным, раскрывая глубину её характера и связь с теми, кто когда-то был ей близок. Это история о поиске себя, искуплении и силе человеческих чувств.