《攻壳机动队2：无罪》讲述了草薙素子离开后，巴特与侦探出身的陀古萨成为搭档的故事。近期发生了多起机器人偶杀害主人并自杀的事件，由于受害者家属均未提出公诉，且死者中包括政客与公安官员，公安9课决定派巴特小组调查此案。这些杀人人偶均为荒凉地带公司出品的哈德莉机型，部分顾客要求该机型同时具备异性玩伴的功能。巴特从荒凉地带公司出货官遇害入手，卷入与黑帮的战斗，期间有人入侵他的大脑，导致他自残。巴特决定直捣荒凉地带总部，他与陀古萨拜访了择捉岛上的黑客基姆，后者布下系统陷阱，幸有素子提出警告，避免了陀古萨陷入控制。依靠基姆的线索，巴特登上了荒凉地带公司设立在海上的工厂船，素子再次降临他的身边，与他并肩作战，揭开背后的真相。