2029年，日本的未來都市「新港市」已是一座高科技城市，人類都已逐漸「義體化」──除了大腦以外，其他身體器官都被生化電子取代，甚至連大腦也被改裝為電子腦，具有網路通訊功能。這樣的演變雖然帶來便利，卻也衍生出新的電子犯罪方式，使得駭客能竊取或竄改人類的記憶。
　　日本政府為了防範新興的科技犯罪，特設精英維安部隊「公安九課」，由課長荒卷大輔領軍，自小就全面義體化的「少校」草薙素子擔任隊長，率領雙眼被改為軍用義眼的巴特、義體化程度極低的德古沙、情報戰專家石川等人，共同打擊犯罪。
　　公安九課因涉入外國政要暗殺案而開始追查駭客「傀儡師」，傀儡師會藉由網路入侵人腦、植入虛擬記憶。在一次追緝過程當中，雖讓傀儡師脫逃，但傀儡師的「靈魂」卻意外進入某個生化人的軀體之中，這具軀體因為被車輛撞到而被送到九課，經過調查，九課發現「傀儡師」原來並非人類。與九課合作查案的公安六課得知消息，趕過來想要帶走傀儡師，混亂之中卻被搶走了傀儡師，草薙素子一路追蹤，希望能跟傀儡師連上線，事情的發展竟出乎眾人意料……。