Titanes sigue a los jóvenes superhéroes del equipo homónimo mientras luchan contra el mal y otros peligros. Disuelto cuando comienza la historia, la serie ve al equipo regresar cuando los miembros originales y nuevos reforman a los Titanes. Los Titanes luchan contra el crimen en varios lugares, con su base de operaciones en San Francisco.

Los primeros miembros del equipo en aparecer en la serie son el ex compañero vigilante de Batman, Dick Grayson, la extraterrestre Kory Anders, la empática Rachel Roth y el cambiaformas Garfield «Gar» Logan. Dick se revela más tarde como uno de los Titanes originales, junto con la mitad amazona Donna Troy y el dúo de lucha contra el crimen Dawn Granger y Hank Hall. Después de la reforma de los Titanes, el nuevo socio de Batman, Jason Todd, y la asesina Rose Wilson se unieron al equipo.

En la primera temporada, Rachel acude a Dick para protegerse de las fuerzas peligrosas que la persiguen, lo que lleva a que se reúnan y formen un equipo con Kory y Gar. Los héroes finalmente aprenden que Rachel está siendo atacada por su padre demonio Trigon, que busca esclavizar al mundo. La temporada también muestra los esfuerzos de Dick para distanciarse de su mentor, y su alter ego Robin, mientras que Kory lucha con un ataque de amnesia que la deja inconsciente de su verdadera identidad.

La segunda temporada se centra en la reforma oficial de los Titanes mientras Dick lidera un nuevo equipo compuesto por Rachel, Gar y Jason. El regreso de los Titanes, sin embargo, lleva a la reaparición del temido asesino Deathstroke, cuyo conflicto previo con el equipo original causó su disolución. Cuando Deathstroke intenta eliminar a los héroes, los Titanes originales se ven obligados a enfrentarlo nuevamente.