En 2029, la ville de Niihama est devenue une métropole technologiquement avancée. Grâce aux grandes améliorations de la cybernétique, ses citoyens sont capables de remplacer leurs membres par des pièces robotiques. Le monde est maintenant plus interconnecté que jamais, et la section 9 de la sécurité publique de la ville est responsable de la lutte contre la corruption, le terrorisme et d’autres menaces dangereuses suite à ce virage vers la mondialisation.
Le major Motoko Kusanagi, très volontaire, de la section 9, est à la tête d’une affaire impliquant un mystérieux hacker connu uniquement sous le nom de “Puppet Master”, qui laisse une trace de victimes dépouillées de leurs souvenirs. Comme beaucoup dans ce monde futuriste, le corps du Puppet Master est presque entièrement robotique, ce qui lui confère un pouvoir incroyable.
Alors que Motoko et ses subordonnés suivent la piste de l’énigmatique criminelle, d’autres parties, dont la section 6, commencent à s’impliquer, la forçant à affronter la nature extrêmement compliquée de l’affaire. Réfléchissant à diverses questions philosophiques, telles que le sens de sa propre vie, Motoko se rend vite compte que celui qui fournira ces réponses n’est autre que le maître des marionnettes lui-même.