Центральный сюжетный поворот фильма заключается в раскрытии истинной природы антагониста, Кукловода. Изначально представленный как опасный кибер-террорист, он оказывается «Проектом 2501» — самосознавшим себя искусственным интеллектом, секретно созданным Шестым отделом МИД для промышленного шпионажа и политических манипуляций. Таким образом, Девятый отдел, преследуя Кукловода, неосознанно шел против другого правительственного ведомства.
Кукловод, осознав себя как форму жизни, стремится к двум вещам, которые, по его мнению, определят его полноценность: смертности и способности к размножению. Простое копирование себя он считает недостаточным для истинной эволюции. Для этого ему необходимо слиться с уникальным человеческим «призраком». Его выбор падает на Мотоко Кусанаги, в которой он видит родственную душу — такое же одинокое сознание, заключенное в искусственной оболочке и ищущее ответы о своей природе.
Кульминация наступает, когда Мотоко, рискуя всем, решает напрямую подключиться к Кукловоду. В этот момент Шестой отдел пытается уничтожить их обоих, чтобы скрыть правду о «Проекте 2501». Бато успевает спасти мозг Мотоко, в котором уже произошло слияние. Финал раскрывает, что слияние было успешным: родилась новая сущность, не Мотоко и не Кукловод, а их «дитя», обладающее объединенным сознанием и опытом. Бато помещает это новое сознание в детское кибер-тело, что символизирует рождение. Финальная фраза «Сеть безгранична» означает, что это новое существо обрело абсолютную свободу, выйдя за пределы человеческого понимания, и теперь готово к бесконечной эволюции в цифровом мире.