„Ghost in the Shell 2: Innocence“ spielt im Jahre 2032. Die Grenzen zwischen Menschen und Maschinen sind bereits bis zur Unkenntlichkeit verwischt worden. Die wenigen Menschen, die übrig geblieben sind, haben vergessen, was es heisst, geistig und körperlich „menschlich“ zu sein und leben umgeben von Cyborgs (Mechanische Körper mit einem menschlichen Geist) und Puppen (Roboter ohne jegliche menschlichen Eigenschaften).

Batou ist ein Cyborg. Sein Körper ist künstlich, nur die Erinnerung an eine Frau mit dem Namen The Major, Spuren eines menschlichen Gehirns und ein liebevoller Umgang mit seinem Hund erinnern an einen Menschen. Im ersten Teil von „Ghost in the Shell“ gab seine Partnerin Motoko Kusanagi, The Major, ihren Körper (shell) auf, um als rein geistiges Wesen (ghost) im Cyberspace zu verschwinden.

Als Detektiv einer geheimen Anti-Terror-Einheit der Regierung mit dem Namen Public Security Section 9, ermittelt Batou in einem Fall mit einem Gynoid, einem hyperrealistischen weiblichen Roboter, der speziell für Liebesdienste kreiert wurde aber aufgrund eines Funktionsfehlers seine Besitzer auf brutalste Art und Weise tötet.
Batou und sein Partner Togusa legen sich mit gewalttätigen Yakuza-Schlägern, Hackern, Regierungsbürokraten und Wirtschaftskriminellen an, um an die schockierende Wahrheit hinter dem Verbrechen zu gelangen.