"Armitage: Dual-Matrix" ist ein Science-Fiction-Anime-Film, der in einer futuristischen Welt spielt, in der Androiden und Menschen koexistieren. Die Handlung setzt einige Jahre nach den Ereignissen des Vorgängerfilms "Armitage III: Poly-Matrix" ein. Die Protagonistin, Naomi Armitage, eine hoch entwickelte Androidin, lebt nun ein zurückgezogenes Leben auf dem Mars mit ihrem Ehemann Ross Sylibus und ihrer gemeinsamen Tochter, Yoko. Yoko ist ein Hybrid aus Mensch und Android, was sie zu einer einzigartigen Figur in dieser Welt macht.

Die Ruhe der Familie wird gestört, als Naomi in einen Konflikt verwickelt wird, der ihre Vergangenheit und ihre Fähigkeiten als Androidin wieder in den Vordergrund rückt. Eine mysteriöse Organisation versucht, eine fortschrittliche Technologie zu stehlen, die sowohl für Menschen als auch für Androiden von großer Bedeutung ist. Naomi wird gezwungen, ihre Rolle als Beschützerin wieder aufzunehmen, um ihre Familie und die Gesellschaft zu schützen. Dabei muss sie sich nicht nur mit äußeren Bedrohungen auseinandersetzen, sondern auch mit den ethischen und emotionalen Herausforderungen, die ihre Existenz als Androidin mit sich bringt.

Ross Sylibus, ein ehemaliger Polizist, unterstützt Naomi in ihrem Kampf, während Yoko versucht, ihre eigene Identität in einer Welt zu finden, die sie weder vollständig als Mensch noch als Android akzeptiert. Der Film thematisiert Fragen der Identität, der Technologie und der Beziehung zwischen Mensch und Maschine, während er gleichzeitig actionreiche Sequenzen und eine spannende Handlung bietet. Die Charaktere sind gezwungen, sich mit ihren eigenen Vorurteilen und Ängsten auseinanderzusetzen, während sie gegen eine übermächtige Bedrohung ankämpfen.