在科技高度發達的未來世界，繁華墮落的馬杜克市，醉生夢死，紙醉金迷。受萬千寵愛、養尊處優的美麗少女露恩•芭洛特（林原惠美 配音），雖然從賭場經營者榭爾（中井和哉 配音）那裡得到一切，但卻抑制不住想要探尋自己真實身份的渴望。她的念頭似乎觸怒了專橫的榭爾，因此惹來殺身之禍。危急之時，芭洛特得到犯罪搜查官烏夫庫克博士（八島智人 配音）的救助，並在馬杜克緊急法令09的庇護和允許下，擁有了法令禁止的特殊能力。烏夫庫克希望藉助少女之手，揭露榭爾一系列的罪行。對她來說，這不啻為一次兇險的旅程…… 本片根據衝方丁的科幻小說改編，為“殼中少女”三部曲中的第一部（另兩部分別為“燃燒”和“排氣”）。