本片設定在西元2032年的日本，亦即前作事件的3年後，劇情從發生在新港市的高級人造女奴機器人「哈達莉」失控殺人事件開始，公安九課派出巴特和德古沙以私人身分調查生產女奴的跨國企業洛克斯索爾斯公司。在業餘時候，巴特很想念離開九課的草薙素子。他的髮型改為馬尾，並且養了一隻巴吉度犬。巴特和德古沙沿線追查，和新港市的黑幫與擇捉經濟特區的一名駭客金對抗搏鬥之後，得到足夠線索與資源讓巴特潛入洛式公司的工廠船。巴特隻身闖進工廠船，面臨大批人造女奴的襲擊。意識已經上傳至網路上的草薙素子將自我意識傳輸至一具女奴身上，趕到巴特身旁支援，兩人控制工廠船，查出洛氏公司傷害真人來生產人造女奴的罪行。最後，草薙又消失在網路世界當中。
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