本作紧接第三部。少佐草薙素子在调查一起针对选举官员的暗杀时，脑内不断闪现陌生的画面：她站在废墟中，亲手杀死了自己的队友巴特。这些画面让她开始怀疑自己的记忆是否真实。随着调查深入，她发现有一种名为“记忆刺青”的新型病毒，可以像纹身一样改写人的长期记忆。而释放病毒的，是一个认为“义体化让人失去了灵魂”的极端组织。少佐不得不深入敌营，却在那里看到了一个和自己长得一模一样的“妹妹”。在最后的意识迷宫中，少佐必须通过一层层的自我拷问，来决定谁才配拥有“灵魂”的定义。
系列一贯的高水准制作，打斗流畅到炸裂。这一部更加侧重心理战和哲学思辨，记忆与灵魂的探讨非常深刻。虽然对路人不太友好，但粉丝绝对会大呼过瘾，结局彩蛋暗示了更大的世界观。
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