小桃与厄卡伦踏入神秘温泉小镇，极具威胁的敌人即将现身……
在科技高度发达的未来世界，繁华堕落的马杜克市，醉生梦死，纸醉金迷。受万千宠爱、养尊处优的美丽少女露恩•芭洛特（林原惠美 配音），虽然从赌场经营者榭尔（中井和哉 配音）那里得到一切，但却抑制不住想要探寻自己真实身份的渴望。她的念头似乎触怒了专横的榭尔，因此惹来杀身之祸。危急之时，芭洛特得到犯罪搜查官乌夫库克博士（八岛智人 配音）的救助，并在马杜克紧急法令09的庇护和允许下，拥有了法令禁止的特殊能力。乌夫库克希望借助少女之手，揭露榭尔一系列的罪行。对她来说，这不啻为一次凶险的旅程…… 本片根据冲方丁的科幻小说改编，为“壳中少女”三部曲中的第一部（另两部分别为“燃烧”和“排气”）。
故事的舞台设定在未来的日本，为了解决少子化的问题，政府禁止了自由恋爱，改为由政府全面接管的状态。每一个青少年长到16岁，便会由政府分配一名伴侣作为恋爱的对象，这是经过了精密的计算所匹配出的最佳人选。根岛由佳吏（逢坂良太 配音）是一名十五岁的少年，无论是性格还是样貌都非常普通的他内心隐藏了一个秘密，那就是他从小学期就默默的喜欢着名叫高崎美咲（花泽香菜 配音）的少女，然而，这份爱恋在这个扭曲的社会里却是违法的。 真田莉莉奈（牧野由衣 配音）是政府分配给根岛由佳吏的完美女友，然而，当她得知了根岛和美咲之间的感情后，决定帮他们隐瞒秘密，全力的支持这份美好而又纯洁的恋情。
这是，人类与超越人智的存在之间的诀别与共存的故事。社会上的大部分都交由名为hIE的人型机器人管理的世界。17岁的少年·远藤新人，某天与一台人型机器人·蕾西亚相遇，并与之缔结了主从契约。外表与人类一模一样的“那个物体”，是具备震惊世界性能的超高性能AI所诞生出来的，超越人智的五台人型机器人“人类未到产物”之一——。 五台机体各自拥有自身的意义，为了得到对方的性能而开战。 仅仅只能旁观这场战斗的大人们，与接近这一存在、试图建立新的关系的少年们。他们寻求着通向未来的选择，以及人类与物体之间关系的答案——。 过度进化的机械，与人类世界的联系是什么？ 在过于便利的这个时代，什么是重要的，什么是必要的，新人通过与远优于人类的人型机器人·蕾西亚的相遇，寻求着通向未来的选择，以及人类与物体之间关系的答案——。
