V jeden všedný deň sa v školskom fyzikálnom laboratóriu stane veľmi zvláštna udalosť dievčaťu menom Makoto. Po tomto incidente Makoto zistí, že môže cestovať späť v čase. Schopnosť vrátiť sa v čase prináša veľké výhody a radosti, ale ako si Makoto neskôr uvedomí, bohužiaľ aj starosti. Minulosť totiž neovplyvňuje len jej život, ale aj životy ostatných ľudí, najmä priateľov, na ktorých jej záleží.
V roku 2029 je Sekcia 9 - skupina kyberneticky vylepšených policajtov - povolaná, aby vyšetrila a zastavila jedného z najhľadanejších hackerov známeho ako 'The Puppetmaster'. Ghost in the Shell 2.0 je reprodukovaná verzia svojho pôvodného náprotivku z roku 1995. Medzi početnými vylepšeniami bolo pre vydanie filmu 2.0 niekoľko scén prepracovaných 3D animáciou, vizuálnymi vylepšeniami a zvukovou stopou nahranou v 6.1 priestorovom zvuku.