Setor Sombrio coloca os jogadores no papel de Hayden Tenno, um agente secreto enviado em uma missão perigosa em Lasria, uma cidade do Leste Europeu à beira da ruína que esconde um segredo mortal da Guerra Fria. No meio desta missão, Hayden é atacado por um inimigo desconhecido e infectado pelo Vírus Technocyte, uma arma biológica brutal que transforma suas vítimas em máquinas assassinas irracionais. Sobrevivendo a esse ataque, Hayden descobre que o vírus Technocyte lhe concedeu habilidades poderosas e desumanas diferentes de tudo que ele já viu. Agora, ele deve evoluir com seus poderes, sobreviver e se tornar um herói.

Perto do fim da Guerra Fria, um submarino afundado na costa do país de Lasria libera uma infecção misteriosa e horrível conhecida como Technocyte, que espalha mutação e destruição antes que os Lasrianos consigam controlá-lo. Anos depois, o agente secreto Hayden Tenno é enviado às profundezas de um sombrio complexo de gulags lassarianos, onde o implacável Robert Mezner está mantendo os infectados com o vírus. As ordens de Hayden são claras: localizar seu alvo, deter a disseminação do Tecnócito e eliminar Mezner. Mas a missão dá catastroficamente errado. Hayden é confrontado, dominado e deliberadamente infectado com o próprio vírus que ele passou a conter. Enquanto o Tecnócito se agarra e transforma seu braço direito em uma arma monstruosa, Hayden deve lutar pela sobrevivência enquanto luta com o poder sombrio que cresce dentro dele.