Chi ancora non conosce il manga giapponese di fama mondiale The Ghost in the Shell, dell'artista Masamune Shirow, sappia che in un futuro non troppo lontano il confine tra uomo e tecnologia è sempre più labile. E la personificazione di questa condizione è il Maggiore (Scarlett Johansson), una donna unica nel suo genere. Vittima di un terribile incidente, è stata salvata dalla morte e trasformata in un soldato perfetto grazie alla cibernetica: ora è un ibrido tra cyborg e essere umano, con un corpo completamente robotizzato ma un cervello – e un "ghost", un'anima, verrebbe da dire, ancora umani.
Della trasformazione si è occupata la dottoressa Ouelet, uno dei principali scienziati della Hanka Corporation. Il Maggiore è stata messa alla guida di un reparto speciale della polizia, la task force speciale Section 9 guidata da Daisuke Aramaki, incaricato di sventare i piani dei più pericolosi criminali del mondo. Tra i primi compiti assegnati c'è quello di trovare e terminare Kuze, la mente criminale dietro a un audace attacco a un alto dirigente della stessa Hanka Corporation. Il nemico da combattere si rivela davvero temibile, perché capace di insinuarsi nelle menti cibernetiche fino ad assumerne il completo controllo. E mentre il Magiore si prepara ad affrontare questo un nuovo tipo di terrorismo, una terribile verità sul suo passato emerge… Ma non si fermerà davanti a nulla pur di svelare il mistero legato alla sua esistenza e recuperare il proprio passato.