格雷 和女友艾莎 相恋多年，两人之间感情非常要好。一天，格雷带着艾莎去拜访一位名叫艾伦 的科学家，艾伦设计了人工智能芯片STEM，令艾莎叹为观止。在回去的路上，格雷和艾莎所乘坐的无人驾驶汽车发生了故障，将两人带往了一处暴徒聚集的贫民窟，在那里，两人遭到了袭击，艾莎不幸丧生，而格雷身受重伤下半身瘫痪。心中充满了痛苦和绝望的格雷想为恋人报仇，于是找到了艾伦，将STEM芯片植入了大脑，在STEM的操纵下，格雷重新站了起来。让格雷没有想到的是，STEM的智慧远远超乎他的想象，而他亦被卷入了一个巨大的阴谋之中。

未来的世界，人类已能轻松穿梭于星际之间，在太空中展开商业活动。“诺斯特罗莫”是在太空活动的众多星际商业运输船之一。一次，它完成任务满载太空矿石返航地球时，突然收到了一组奇怪的信号，由于这可能是求救信号，飞船接到指令前往信号源地进行搜救。经过一段飞行后，飞船终于抵达信号源发出的地方。船员们发现此处果然有一艘坠毁的飞船，只是，经过一番搜索，他们发现该船的船员们都早已死亡，化为化石。此时，留在“诺斯特罗莫”号的第三指挥官蕾普莉已经破译出该信号并不是求救信号，而是警告信号！队员的生死搏斗开始了！

SWAT指挥官瑞格（莱瑞克•本特 饰）突然被绑架，卷入了一场致命游戏，他必须在一个半小时之内过关斩将，躲过一个比一个恐怖的陷阱，才能保住性命。经验十足的FBI探员斯琼姆（斯科特•派特森 饰）来到被折磨得筋疲力尽的警察局，协助警探一起研究被竖锯玩死的受害者尸体，试图找出蛛丝马迹。随着调查的深入，竖锯变态的起因以及他邪恶的计划渐渐浮出水面……

“竖锯”（托宾·贝尔 Tobin Bell 饰）和新学徒阿曼达一起失踪，警方四处搜索，满城阴云密布。
一天夜里，刚值完晚班的女医生莲恩·戴伦（巴哈·索莫克 Bahar Soomekh 饰）惨遭绑架，醒来时惊恐万分的莲恩，发现自己被捆绑在一间废弃的空屋里，同屋的还有另一名倒霉受害者杰夫（安古斯·麦克菲登 Angus Macfadyen 饰）。此时“竖锯 ”已卧床不起、奄奄一息，莲恩被告知除非她能在死亡游戏完成前保住这个疯子的性命，否则她和杰夫必死无疑！
为了活下去，神经高度紧张、备受煎熬的莲恩想尽办法让“竖锯”保住最后的呼吸。然而她却怎么也想不到，杀人狂暗地里有着更可怕的杀人计划--那将会是恶名彰著的“竖锯”绞尽心血的死前华彩！最后的终极死亡游戏即将开始……

凶残成性的“竖锯”（托宾•贝尔 饰）带着更新更诡异的杀人游戏回来了。
又一位带着“竖锯”标签式的死亡特征的受害人被警方发现，这令探员艾里克•马休斯(当尼•沃伯格 饰)重新回到之前的惊悚噩梦之中。但出人意料的是杀人者留下了十分明显的线索，警方的调查取证工作十分顺利。
其实，所有这一切都在“竖锯”(托宾•贝尔 饰)的掌控之中，留下线索并令自己被捕正是他进行下一个邪恶游戏中的重要前提：即将有8位相互陌生的人被迫加入游戏，而更疯狂的是，除此之外的另一位游戏者已经被锁定为马休斯。
在“竖锯”的策划下，又一场充满惊险的生死游戏就要开始了……

一觉醒来的亚当（雷•沃纳尔 Leigh Whannell饰）发现自己被困在一个废弃的厕所里。他的对面是同样命运的劳伦斯（加利•艾尔维斯 Cary Elwes 饰）——他们被人用铁链绑住了腿，并吃惊发现二人中间横亘着一个恐怖的死人。死人鲜血淋漓，左手拿录放机右手拿枪。
亚 当兜里被人放进来一盘磁带，他赶紧放到录放机里。磁带里说，劳伦斯必须在今晚6点前杀死亚当，否则二人将同归于尽，劳伦斯的家人也不能幸免。而面前死人流出来的血，剧毒无比。
一个血腥的死亡游戏开始了。在剩下不多的时间里，他们必须找到线索，逃出地狱。在最后关头，当他们以为重见天日的时候，新一轮的噩梦才刚刚开始。

在某个神秘的夜晚，可怕的孢子突然降临地球，它们钻进人类的身体，从而将其据为己有，并且将人类作为猎杀吞食的目标。高中生泉新一（染谷将太 饰）也险些被孢子控制大脑，结果这个待在右手中寄生兽“小右”（阿部隆史 饰）便与之展开了奇妙的共存。某天，学校里来了位新老师田宫良子（深津绘里 饰），她和小右都敏锐地察觉到对方的存在。田宫将A（池内万作 饰）和岛田秀雄（东出昌大 饰）介绍给小右，并邀请他加入全部由寄生兽组成的网络以谋求发展。在此期间，新一和小右遭到A的伏击，而相依为命的母亲（余贵美子 饰）也不慎沦为寄生兽的俘虏。为了保护最重要的人，新一只有向穷凶极恶的寄生兽展开攻击……
本片根据岩明均的同名漫画改编。

岛田学校大暴走，让人类和寄生兽的共存设想彻底破灭。泉新一（染谷将太 饰）的人生遭受巨变，他和里美（桥本爱 饰）似乎也因此事件出现隔阂。另一方面，田宫良子（深津绘里 饰）在生下孩子后心境渐渐发生变化，她设法令同伴以和平的方式融入人类世界，但是东福市市长广川刚志（北村一辉 饰）则授意后藤（浅野忠信 饰）等寄生兽中的死硬派抹杀新一、小右（阿部隆史 配音）以及试图曝光寄生兽存在的自由记者仓森（大森南朋 饰）。双方的战斗逐渐升级，全副武装的警方开始冲击广川盘踞的市政府，而新一和良子则将再次迎来生命的巨大考验……
本片根据岩明均累计发行量超过1300万册的经典漫画改编。