Henrietta despierta en la cama del hospital sin saber quién es o cómo ha llegado allí. En realidad está en la Agencia de Asistencia Social y el hospital es solo una tapadera. La agencia instruye a niñas de entre ocho y catorce años huérfanas a las que les han salvado la vida convirtiéndolas en agentes para que realicen operaciones militares.

Con la formación y algunas modificaciones cibernéticas las chicas aprenden a ser unas asesinas imparables que solo responden a las órdenes de sus fratellos (entrenadores). Cuando estos mueren las niñas quedan inutilizadas y son destruidas.

Henrietta quiere ser buena en su trabajo y adaptarse a su nueva vida pero cuando José, su fratello, corre peligro se descontrola para poder protegerle.

La serie Gunslinger Girl está basada en el manga de mismo título creado por Yu Aida. La producción de Madhouse Production se emitió en Japón entre 2003 y 2004. Esta primera temporada consta de 13 capítulos. Su segunda temporada empezó a emitirse en Japón a principios de año.

La banda sonora está compuesta por Toshihiko Sahashi, músico veterano que ha puesto melodía a animes como Fatal Fury (1994) o Full Metal Panic (2002).

El estudio Madhouse Production  que fue creado en los setenta, es uno de los más importantes de Japón. Entre sus animes destacan Ninja Scroll, Tokio babylon, Monster y Death Note.