Cowboy Bebop: Tengoku no Tobira rozgrywa się między odcinkami 22 i 23 oryginalnej serii. Fabuła koncentruje się na terroryście planującym zniszczyć ludzką populację na Marsie przy użyciu nieznanego patogenu. Załoga łowcy nagród statku kosmicznego Bebop pracuje nad znalezieniem terrorysty i odkryciem źródła patogenu przed atakiem.