一个单身母亲卷入致命罪行后，她的天才数学教师邻居伸出援手，而一名执着的警察也开始深入调查此案
故事发生在大断电30年后。复制人K（瑞恩·高斯林 Ryan Gosling 饰）是新一代的银翼杀手，在如今的世界里，人类和复制人之间的界限划分的更加明确，复制人从刚一制造出来就被灌输了服务于人类的思想，绝对不被允许产生人类的感情。 某日，一具女性复制人的遗骨被挖掘了出来 ，令陆军中尉乔什（罗宾·怀特 Robin Wright 饰）感到震惊的是，这名女性复制人生前不仅怀过孕，还将孩子生了下来，这个孩子的存在将会彻底破坏政府苦心经营的规则和秩序。乔什命令K找出这个孩子，并将他杀死。在一间废弃的农场里，K发现了一些线索，然而，这些线索竟然和他被植入的过去的记忆有着千丝万缕的关联。与此同时，复制人尼安德（杰瑞德·莱托 Jared Leto 饰）和他的手下拉芙（西尔维娅·侯克斯 Sylvia Hoeks 饰）也在寻找着这个孩子的下落。
前FBI探员弗兰克卡（雷·史蒂文森Ray Stevenson 饰）在黑帮杀掉妻儿之后走向了黑暗复仇的不归路。成为这个城市里隐秘的“惩罚者”，令城内不少罪犯闻风丧胆，而他穿着代表惩罚者的骷髅制服，穿梭在这个充满罪恶的都市中。一名新崛起的黑帮份子比利（多米尼克·威斯特 Dominic West 饰）开始向惩罚者叫嚣，并且还要统领城内各大帮派。可一番激斗之后，比利最终还是败在惩罚者的枪下。不过若干时日之后，一位名叫疯人吉姆（道格·休切逊 Doug Hutchison 饰）的神秘人现身城内，他不但有着和比利一样信念，而且他的手法更离谱——他不但要统一黑帮，还要干掉其他帮派的黑帮头目，做城内真正的寡头老大，甚至他还向惩罚者下了挑战书，要将他置于死地！惩罚者在追查的过程中，渐渐发现了吉姆的真实身份，这令他大吃一惊……
