Ambientado após os eventos de Arise, o filme envolve o assassinato do Primeiro-Ministro do Japão que é publicamente descrito como o "maior evento desde a guerra". Cabe a Secção de Segurança Pública 9, liderada pelo Major Motoko Kusanagi, descobrir a verdadeira natureza do assassinato. Eles são auxiliados pelo filho do Primeiro-Ministro, Osamu Fujimoto.
Durante o inverno de 2028, um dos maiores terroristas do mundo, conhecido pelo nome de Fire Starter, lançou uma forte infecção no ciber-cérebro, gerando um grande ambiente de tensão em New Port City. Para rastreá-lo e interromper as ofensivas, a Major Motoko Kusanagi une seu time de fantasma e ordena força máxima.
A história ocorre em torno de Charles Karino, um piloto mercenário do império de Levamme. Um dia, ele recebe uma missão assombrosa: Voar sozinho a mais de 12.000 quilômetros em águas inimigas para transportar uma mulher chamada Fana del Moral. Fana está para se casar com o príncipe herdeiro do trono e se tornar uma futura imperatriz.
Ano 2034. Faz dois anos que Motoko Kusanagi deixou a Seção 9. Togusa é o novo líder da equipe que tem agora uma abordagem mais pessoal dos casos. A nova e melhorada Seção 9 lida com questões complexas e investiga uma série de eventos interligados que estão sendo manipulados por um ultra-hacker conhecido como Puppeteer (O Mestre dos Bonecos). No filme, a Seção 9 lida com incidentes planejados quase que matematicamente. Mas quem é o Mestre dos Bonecos? E qual a verdadeira intenção dele ao criar essas "coincidências"?
