《攻壳机动队2045第二季》讲述了在草薙素子消失后，巴特与侦探出身的陀古萨结成搭档，继续执行公安9课的任务。近期社会上发生了一系列机器人偶杀害主人后自杀的诡异事件，受害者包括政客和公安官员，但由于家属不愿提起诉讼，案件调查陷入僵局。巴特小组奉命调查此案，发现这些杀人人偶均出自荒凉地带公司生产的哈德莉机型，该机型兼具异性玩伴功能。巴特从荒凉地带公司出货官遇害的案件入手，逐渐卷入与黑帮的激烈冲突。在调查过程中，巴特的大脑遭到入侵，导致他险些自残。为了揭开真相，巴特决定直奔荒凉地带公司总部，与陀古萨一同拜访了择捉岛上的黑客基姆。基姆布下系统陷阱，幸得素子及时警告，陀古萨才免于被控制。依靠基姆提供的线索，巴特登上了荒凉地带公司设立在海上的工厂船，素子再次出现，与巴特并肩作战，共同面对未知的挑战。