Kate Kane ist die Cousine von Bruce Wayne, der über viele Jahre hinweg als Batman in Gotham City aktiv ist. 15 Jahre bevor die Handlung ansetzt, ist Kate mit ihrer Mutter und ihrer Zwillingsschwester Beth in einen Unfall involviert. Bei der Rettung versagt Batman, sodass scheinbar lediglich Kate das Unglück überlebt. Ihr Vater Jacob heiratet bald darauf Cathrine Hamilton, die Beweise zum Tod Beths fälschen lässt, damit Kate und Jacob mit ihr abschließen können.
Jacob gibt Batman die Schuld für das Verschwinden von Beth, während Kate vermutet, dass ihre Schwester das Unglück überlebt hat, und zum Militär geht. Dort erreichen sie und Sophie Moore, mit der Kate heimlich eine Beziehung führt, herausragende Leistungen. Als das Verhältnis auffliegt, wird Kate aus der Army entlassen, während Sophie unterzeichnet, keine homosexuelle Beziehung einzugehen und dadurch beim Militär bleiben kann. Ihre Beziehung findet jedoch damit ein abruptes Ende.
Die Handlung setzt drei Jahre nach dem Verschwinden von Batman ein. Nach seinem Verschwinden baut Jacob das Sicherheitsunternehmen Crows auf, das den Schutz Gothams gewährleisten soll. Seine Mitarbeiterin Sophie wird von der Wonderland Gang gefasst, was Kate veranlasst, sie zu retten. Bei Wayne Enterprise trifft Kate auf Luke Fox, den Assistenten von Batman, und erkennt, dass Bruce Wayne Batman war. Sie beauftragt Luke, Batmans Anzug anzupassen und trägt ihn bei der Rettung von Sophie. Derweil erkennt Kate in Alice, der Anführerin der Wonderland Gang, ihre tot-geglaubte Schwester Beth, die sich an ihrem Vater rächen möchte, da dieser nicht nach ihr gesucht hat, sondern sie für tot gehalten hat. Sie wurde nach ihrem scheinbaren Tod als Spielgefährtin für Jonathan Cartwright alias Mouse elf Jahre als Geisel festgehalten und wurde mit Mouse verrückt. Basierend auf dem Buch Alice im Wunderland bildete sich ihre neue Identität. Da Kate in Alice noch ihre Schwester erkennt, rettet sie ihr dennoch das Leben.
Durch das scheinbare Auftauchen von Batman gerät Gotham in neue Euphorie. Kate möchte jedoch zeigen, dass sie nicht Batman ist und verändert gemeinsam mit Luke Fox das Outfit: Sie gibt sich schließlich als Batwoman zu erkennen, während die Wonderland Gang Gotham terrorisiert. Um sich an ihrem Vater Jacob rächen zu können, entführt Alice Jacob, während Mouse als sein Doppelgänger seine Ehefrau Cathrine vergiftet, an der sich Alice für die Vortäuschung ihres Todes rächen will. Nach der Ermordung seiner Ehefrau wird Jacob von Alice wieder freigelassen und von der Polizei in Gewahrsam genommen, da sie davon ausgeht, dass er Catherine vergiftet hat. Catherines Tochter, die Medizinerin Mary, überzeugt daraufhin ihre Stiefschwester Kate, Alice nicht zu verschonen, damit Menschenleben gerettet werden können.