Близьке майбутнє, 2032 рік. Техніка досягла небаченого прогресу. Це світ, який люди розділяють з кіборгами та роботами. Бато — детектив відділу поліції по боротьбі з тероризмом. Він — кіборг, оснащений штучними руками, ногами та іншими частинами тіла. Залишився лише його колишній мозок та пам’ять про неї — про Мотоко Кусанаґі. Разом з напарником — Тоґусою, Бато залучений до розслідування серії вбивств роботами своїх власників, причому всі роботи відносяться до експериментальної моделі секс-андроїдів фірми Locus Solus. Компанія вважала б за краще зам’яти справу, відкликавши роботів з ринку і домовившись з родичами загиблих. Але Бато й Тоґуса — не з тих, з ким можна укласти угоду полюбовно.

Альтернативний світ 2029 року - світ, у якому співіснують люди і високотехнологічні кіборги, здатні напряму взаємодіяти з Мережею. Головний персонаж фільму - майор Дев'ятого відділу Кусанаґі Мотоко - кіборг з людським розумом усередині кібернетичного тіла. Основне завдання відділу - спіймати оголошеного в міжнародний розшук невловимого хакера, який через велику кількість жертв його діяльності та мимовільних посібників злочинів отримав прізвисько "Лялькар". Згодом виявляється, що насправді все не так, як здається на перший погляд... У фільмі ставиться безліч питань. Що саме робить нас нами? Що таке людська свідомість: безперервний ланцюг електричних імпульсів нервових клітин чи звичайнісінький потік даних, згенерованих невідомим хакером? Де проходить межа між "я" і "не-я", людиною і лялькою, душею та штучним інтелектом, життям та смертю?