Num futuro próximo, a humanidade alcançou a capacidade de transplantar qualquer órgão, e rapidamente o mundo se encheu de robôs, ciborgues e androides indistinguíveis dos seres humanos. Num arranha-céus de uma metrópole movimentada, executivos da empresa Hanka negociavam com convidados africanos quando, subitamente, o banquete transformou-se num banho de sangue, com robôs descontrolados a desencadear uma chacina. A Major Mira Killian (interpretada por Scarlett Johansson), da Secção 9 da Polícia Pública, lidera a sua equipa - incluindo Batou (Pilou Asbæk) - até ao local para conter a situação. A investigação sobre os robôs gueixas descontrolados revela que uma figura misteriosa conhecida como "Kuze" orquestrou esta série de ataques, com todos os seus alvos direcionados para a empresa Hanka e os seus investigadores, que detêm a tecnologia de ponta em bioengenharia. Após uma série de confrontos perigosos, a Major aproxima-se gradualmente da verdade, ao mesmo tempo que vai desvendando um segredo chocante sobre o seu próprio passado...