Бато и Тогуса остаются в составе 9-го Отдела после событий предыдущего дела. Мотоко Кусанаги пропала, и её место рядом с Бато теперь занимает напарник-человек. Отделу поручают серию убийств, где орудиями выступают гиноиды — прототипы андроидов женского облика, которые после совершения преступления уничтожают себя.

Перед тем как одна из машин самоуничтожается, она обращается к Бато с просьбой о помощи. Это не укладывается в стандартную схему сбоя или вируса. Расследование выводит пару на след корпорации, связанной с производством гиноидов, и на вопросы о том, что именно происходит внутри их программной начинки.

Фильм держится на противостоянии Бато, который сам наполовину киборг, и технологий, стирающих границу между приказом и желанием. Тогуса приходится полагаться на опыт партнёра, чьё восприятие мира уже не совсем человеческое. Связь с исчезновением Мотоко остаётся тенью, которая проступает по мере продвижения дела.