I ett futuristiskt Japan är den unga Motoko Kusanagi (Scarlett Johansson), även känd som Majoren Mira Killian, ledare för en elitstyrka, Avsnitt 9, vars uppdrag är att bekämpa cyberterrorism och teknologiska brott.Denna hemliga insatsenhet leds av Aramaki (Takeshi Kitano) och inkluderar Batou (Pilou Asbæk), en före detta soldat som anses vara en av gruppens mest brutala agenter.Men efter ett farligt uppdrag skadas Kusanagis kropp och hon genomgår en operation för att transplantera sin hjärna till en robotkropp.Denna nya konstgjorda kropp gör att hon kan utföra övermänskliga bedrifter som är särskilt nödvändiga för hennes arbete.Baserad på den hyllade science fiction-sagan med samma namn.