Di dunia futuristik, Rune Balot—pelacur berusia 15 tahun—nyaris tewas sebelum diselamatkan oleh protokol Mardock Scramble 09. Tubuhnya diubah menjadi cyborg, dan kini ia harus memutuskan: balas dendam atau mengungkap konspirasi korporasi jahat di balik pembunuhannya. Dengan animasi gelap dan cerita penuh aksi, film ini mengeksplorasi batas antara manusia dan mesin.