En un japón futurista la joven Motoko Kusanagi (Scarlett Johansson), también conocida como 'the Major' Mira Killian, es la líder de grupo operativo de élite, Sección 9, cuyo objetivo es luchar contra el ciberterrorismo y los crímenes tecnológicos. Al mando de esta unidad de operaciones encubiertas está Aramaki (Takeshi Kitano), y destaca Batou (Pilou Asbæk), un exmilitar considerado como uno de los agentes más salvajes del grupo. Pero, después de un peligrosa misión, el cuerpo de Kusanagi queda dañado, siendo sometida a una operación quirúrgica para trasplantar su cerebro en un cuerpo robótico. Este nuevo cuerpo artificial le permitirá ser capaz de realizar hazañas sobrehumanas especialmente requeridas para su trabajo... Basada en la aclamada saga homónima de ciencia ficción.