2029年，公安九课在市容很像香港的日本城市“新港市”中执行各种秘密任务。九课因为不顾正当程序的自作主张，强硬行事，往往与政府其他部门起冲突，例如负责外交的公安六课就与公安九课不合。另一方面，公安九课之中的重要人物，全身是义体的机械生化人草薙素子，对于自己的现状一直隐隐感到不满。
有一天，公安九课因为一件外国政要的刺杀未遂案而开始追查神秘的骇客“傀儡师”。傀儡师能透过网络入侵人脑，植入虚拟记忆，再利用记忆被窜改的对象来达成目的。虽然公安九课没有成功追查到傀儡师，但是藏有傀儡师的“灵魂”的机械生化人却逃脱制造公司的控制，并因此来到九课。公安六课得知消息后，赶来绑走傀儡师。因为草薙素子在事前就推测出公安六课的绑架行动，促使公安九课成功拦截傀儡师，并发现傀儡师并不是人类，而是公安六课设计来操纵人类的计算机程序“2501计划”。2501计划在意外中产生自觉意识，决定逃出公安六课以求生存，并且要求和草薙素子的灵魂“融合”以求进一步发展。草薙素子最后在同事巴特的协助与掩护下完成融合并且脱离政府掌握，下落不明，其意识与整个网络融合。
