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2029年，世界已经被网络所覆盖，而人类的构成也产生了很大变化，许多保存着人类灵魂和躯体但内部却是由机械组成的人像普通人一样生活在城市里。

Motoko Kusanagi是公安九区的一名女警官，作为一个改造人她被赋予了许多高超的能力。但她却因为同时具有机械能力和人类灵魂而感到深深的迷惑和怀疑，不知该把自己处于生命的何种位置。

一个外号名叫"Puppet Master"的病毒出现在网络中，它不断吸附在改造人的头脑中，利用它们刺探极端机密的情报。通过与"Puppet Master"的几次交手，Motoko和另一名警官巴度始终无法将它捉拿归案。在行动过程中，Motoko头脑中的忧郁和迷茫与日俱增。

一个风雨交加的夜晚，一具已经损毁的改造人被送到九区的总部，就在技术人员要对它进行检查的时候，它突然接通自备电源开始讲话--此时"Puppet Master"正在它的脑中！原来"Puppet Master"是公安六区一个代号为2501的秘密制造计划的衍生物，它通过在网络世界中来回穿梭而体会到了自己的存在，是一个由机械和网络而产生的意识。它突破了防卫线向外逃窜，Motoko在一家古生物博物馆中找到了"Puppet Master"，激烈的战斗中，Motoko的身体被击溃。应Motoko的要求，巴度把两人的大脑接通，但意想不到的是，复活后的"Puppet Master"竟然劝诫Motoko和自己融为一体，原来它很早就体会到并极其欣赏Motoko的存在，它正需要这样一个优秀的人类灵魂来弥补自己本身的致命不足。经过一阵犹豫，Motoko同意了它的要求。这时，六区的直升机从空中飞至，用激光武器将"PuppetMaster"和Motoko的身体彻底摧毁。在巴度的保护下，它们俩的意识在一个小女孩的躯体中恢复，并重新站立起来，面对眼前一片阴暗和机械的城市，它们再度充满了自信。