Dans la Conurb, la plus grande métropole du monde, Henry Dorsett Case est un hacker, un pirate informatique. Il est le meilleur et rien ne lui résiste.
Mais un jour, étant trop gourmand, il décide de doubler son employeur. Celui-ci, en représailles, lui injecte une neurotoxine qui lui détruit de manière sélective une partie du système nerveux, celle qui est reliée aux trodes (les électrodes de sa console informatique).
Case perd alors toute capacité à se connecter au réseau : pour lui, tout est perdu, il n’est plus rien...
Aussi, lorsqu’un jour Armitage, un homme mystérieux au passé trouble mais apparemment influent, et Molly, une mercenaire dangereuse dont les yeux ont été remplacés par des implants oculaires, lui proposent de lui redonner accès au Cyberespace, Case accepte sans hésiter. Mais sa mission est risquée : il s’agit de pénétrer le système informatique d’une gigantesque multinationale, la Tessier-Ashpool, avec l’aide du mystérieux Muetdhiver.
Mais Case va découvrir que Muetdhiver est en fait une intelligence artificielle, et que sa mission a des enjeux bien plus importants que le « simple » vol de données confidentielles...