En 2021, la sociedad se rige por una Internet virtual, que ha creado un efecto degenerado llamado "síndrome de atenuación de los nervios" o NAS. Las megacorporaciones controlan gran parte del mundo, intensificando la hostilidad de clase ya creada por el NAS.

Johnny es un "mensajero mnemónico" que transporta discretamente datos sensibles para las corporaciones en un dispositivo de almacenamiento implantado en su cerebro a costa de sus recuerdos de la infancia. Su trabajo actual es para un grupo de científicos de Pekín. Al principio, Johnny se resiste cuando se entera de que los datos superan su capacidad de memoria incluso con la compresión, pero acepta dado que la gran tarifa será suficiente para cubrir el coste de la operación para retirar el dispositivo. Johnny le advierte que debe extraer los datos en pocos días o sufrirá daños psicológicos. Los científicos encriptan los datos con tres imágenes aleatorias de un canal de televisión y comienzan a enviar estas imágenes al receptor en Newark, Nueva Jersey, pero son atacados y asesinados por la Yakuza liderada por Shinji (Akiyama) antes de que las imágenes puedan ser transmitidas completamente. Johnny escapa con una parte de las imágenes, pero es perseguido tanto por los Yakuza como por las fuerzas de seguridad de Pharmakom, una de las megacorporaciones dirigidas por Takahashi (Kitano), ambos buscando los datos que lleva. Johnny comienza a presenciar breves imágenes de una proyección femenina de una inteligencia artificial (IA) que intenta ayudar a Johnny, pero éste la descarta.

En Newark, Johnny se reúne con su controlador Ralfi (Kier) para explicarle la situación, pero descubre que Ralfi también trabaja con la Yakuza y quiere matar a Johnny para conseguir el dispositivo de almacenamiento. Johnny es rescatado por Jane (Meyer), una guardaespaldas mejorada cibernéticamente, y los miembros de los Lo-Teks antisistema y su líder J-Bone (Ice-T). Jane lleva a Johnny a una clínica dirigida por Spider (Rollins), que había instalado los implantes de Jane. Spider revela que su intención era recibir los datos de los científicos de Pekín, que es la cura para el NAS robada a Pharmakom; Spider afirma que Pharmakom se niega a liberar la cura ya que se están beneficiando de la mitigación del NAS. Desgraciadamente, incluso con la parte de las imágenes encriptadas que Johnny tomó y lo que Spider había recibido no es suficiente para desencriptar la mente de Johnny, y Spider sugiere que vean a Jones en la base de los Lo-Tek. Justo en ese momento, Karl "El Predicador Callejero" (Lundgren), un asesino contratado por Takahashi, ataca la clínica, matando a Spider mientras Johnny y Jane escapan.

Los dos llegan a la base de Lo-Tek y se enteran por J-Bone de que Jones es un delfín utilizado en su día por la Marina que puede ayudar a desencriptar los datos de la mente de Johnny. Justo cuando comienzan el procedimiento, Shinji y la Yakuza, Takahashi y sus fuerzas de seguridad, y el Predicador de la Calle atacan la base, pero Johnny, Jane, J-Bone y los otros Lo-Tek son capaces de derrotar a las tres fuerzas. Takahashi entrega una parte de la clave de encriptación antes de morir, pero esto aún no es suficiente para desencriptar completamente los datos, y J-Bone le dice a Johnny que tendrá que hackear su propia mente con la ayuda de Jones. El segundo intento comienza, y ayudado por la IA femenina, Johnny es capaz de desencriptar los datos y al mismo tiempo recuperar los recuerdos de su infancia. La IA se revela como la versión virtual de la madre de Johnny, que también fue la fundadora de Pharmakom, enfadada con la empresa que retiene la cura. Mientras J-Bone transmite la información sobre la cura de la NAS a través de Internet, Johnny y Jane observan desde lejos cómo la sede de Pharmakom arde en llamas por el clamor del público.