面对突然出现的未知生命体“葛多尔”，人类突然面临灭亡危机，而后经过了漫长的岁月。幸存下来的人们为了摆脱“葛多尔”的威胁和侵害，建造了高度为3000M的巨大移动要塞“DECA-DENCE”，过上了平稳的日子。 住在“DECA-DENCE”里的分为两种人，日夜与“葛多尔”战斗的战士“齿轮（Gear）”以及不具有战斗能力的“油轮（Tanker）”。非常憧憬与“葛多尔”战斗的战士“齿轮”，梦想着自己也能成为“齿轮”的“油轮”少女·夏芽，在某天与态度冷淡的“DECA-DENCE”修理工·镝木相遇。 没有放弃梦想的积极少女与放弃了梦想的现实主义男子。乍看之下性格似乎完全相反的两人之间的相遇，终将对这个世界的未来产生重大影响。

被无法与人类沟通的异生物·奇居子破坏的太阳系，只剩下一小部分的人类尚存活。他们为了生存制作了如同小行星本巨大的宇宙播种船希德尼娅，并在宇宙中进行旅行。 经过了1000年后，时值希德尼娅出航纪元1009年，由地下层部培育的少年谷风长道自祖父死后而来到上层市区。并入学巨大人型兵器「卫人」的操控师训练学校，这也是谷风长道首次与外界人接触。 令谷风长道首次抱有异性意识的女性是——星白闲。 谷风长道首次的友人是无性别的科戸濑伊佐奈。 令谷风长道意识到挫折的少年是——岐神海苔夫。 在和各式各样的训练师一同度过校园生活

3D立体視アニメーション化して『攻殻機動隊 S.A.C. SOLID STATE SOCIETY 3D』と改題された劇場版は、Production I.G初の自主配給作品である。タイトルロゴも攻殻機動隊 S.A.C.TVシリーズを踏襲するデザインに変更されており、オープニングは完全新作となっている。 観客が電脳化感覚を味わうことを目的に制作されており、電脳インターフェイス描画など飛び出す部分はOVA版（2006年）では見切れているため作り直されている。また、背景美術など当時の技術では実現できなかった色を出すためフルグレーディング処理が全カットに施されている。 東北地方太平洋沖地震の影響が残る中、メイン館新宿バルト9では公開初回から満席が続き、ミッドナイトショーを除き全回満席という高いシアターアベレージを得ており、2011年3月26日初日動員約2,500人、初日2日間の累計動員は4,580人、興収9,126,000円となり、全国9館の初日2日間の累計は動員11,768人、興収23,352,000円を記録した。 また、ぴあ初日満足度ランキング（ぴあ映画生活調べ）では満足度89.5で第1位と高い評価を得ており、20～30代を中心に3D作品やアニメの既存概念を打破する未知の3D映像という感想が多かった。 20日間で興行収入1億円を突破したため2011年5月7日からスクリーン数を3倍に拡大して公開することが発表された。

戦後復興の兆しある2028年冬――。 国外カルテルの利権を巡るデモ活動が激化するニューポートシティで起きた警備の機動隊による無差別発砲事件。全てはファイア・スターターによる電脳感染が引き金だった。草薙素子率いる独立攻性部隊は己の正義を自らのゴーストに委ねて事態の制圧を図る。事件の裏に潜む“ブリキの少女”エマと“カカシの男”ブリンダジュニア。事件を追う草薙はその二つのゴーストが求めるものに迫る――。