Bilder på män som kysser figuren, håller hennes hand och rör vid hennes bröst och skrev har blivit virala på Facebook och andra sociala medier.
Malaysia är ett land med muslimsk majoritet som har sett religiös konservatism på uppgång under de senaste åren.
Shell sa att akterna gick emot lokal kultur och dess egna värderingar.
Energijätten, som har mer än 950 butiker i Malaysia, sade att den inte skulle tolerera de "distaste och suggestiva handlingar", som den sade var "orespektiva".
"Vi uppmanar nätanvändare och allmänheten att avstå från att dela dessa bilder vidare", tillade den, kritisera "extremt beteende" av männen,
Annonserna med en 25-årig kvinnlig anställd, klädd i en röd T-shirt, svarta byxor och en svart huvudduk.
Kvinnan berättade för lokaltidningen The Star att hon kände sig "humiliderad" av bilderna.
"De kanske bara skämtar, men jag känner mig förödmjukad eftersom det fortfarande är mig själv även om det bara är en bild", sade hon.
En man som postade en fyra minuters video på Facebook av sig själv kysser kartong cutout har enligt uppgift bett om ursäkt.
"Jag lät spänningen få övertaget av mig," sa han till en malaysisk nyhetskanal.
Shell tar bort livsstora kartongklipp från en kvinnlig anställd från alla sina malaysiska bensinstationer efter att "distasteful" bilder dök upp på nätet.