A história do anime se passa em 2027, um ano após o fim da quarta guerra não-nuclear. New Port City ainda se recupera das consequências da guerra quando sofre um bombardeio causado por uma mina autopropulsada. Então, um membro militar implicado em subornos de tráfico de armas é assassinado a tiros. Durante a investigação, Daisuke Aramaki, da Seção de Segurança Pública, encontra Motoko Kusanagi, a hacker ciborgue de nível 'bruxo' designada para a 501ª Unidade Secreta militar. Batou, um homem com o 'olho que não dorme', suspeita que Kusanagi seja a responsável pelo bombardeio. O detetive Togusa, da Polícia Prefetural de Niihama, está investigando seus próprios dois casos: a morte a tiros e o assassinato de uma prostituta. A própria Motoko está sendo observada por Kurutsu, o chefe da 501ª Unidade Secreta, e por agentes ciborgues.