Quando uma agente da Agência de Bem-Estar Social desaparece, a assassina ciborgue Triela recebe ordens para investigar. A pista a leva direto ao esconderijo do grupo rival, a Frente das Cinco Repúblicas, e a um tiroteio para o qual ela não está totalmente preparada. Esta segunda temporada transfere o foco de Henrietta para Triela, Claes e Angelica enquanto a Seção 2 de Operações Especiais intensifica sua guerra secreta contra os separatistas de Padânia. Ela dá continuidade direta à primeira temporada de Gunslinger Girl.