欢迎回到西部世界，在那里木偶表演已经结束，新解放的"东道主"将来到人类。在第二季，多洛雷斯（埃文·雷切尔·伍德）负责，梅夫（安迪·牛顿）正在执行任务，黑衣人（埃德·哈里斯）回来了。混沌在关于人工意识的黎明、新生命形式的诞生和辛的进化的黑暗奥德赛中控制了局面。

效力于某知名搜索引擎公司的程序员加利·史密斯（多姆纳尔·格利森 Domhnall Gleeson 饰）幸运地抽中老板纳森（奥斯卡•伊萨克 Oscar Isaac 饰）所开出的大奖，他将受邀前往位于深山的别墅中和老板共度假期。在与世隔绝的别墅中，纳森亲切地接待了这位员工。 事实上他邀请加利到来还有另一个目的，那就是协助他完成其所开发的智能机器人的测试。天才一般的纳森研制了具有独立思考能力的智能机器人伊娃（艾丽西亚·维坎德 Alicia Vikander 饰），为了确认她是否具有独立思考的能力，他希望加利能为伊娃进行著名的“图灵测试”。似乎从第一眼开始，加利便为这台有着宛如人类般姣好容颜的机器人所吸引。
在随后的交流中，他所面对的似乎不是冷冰冰的机器，而更像是一个被无辜囚禁起来的可怜少女……

近未来，天才科学家威尔·卡斯特（约翰尼·德普 Johnny Depp 饰）开发出最接近人类的人工智能机器人“品（Pin）”，他在收获来自科学界的美誉同时，也遭到无数反对者的诟病与抨击。在某次会议之后，威尔遭到激进组织成员的枪击，虽然当时侥幸逃生，但涂抹了放射性物质的子弹还是慢慢销蚀了威尔的生命。威尔的妻子兼研究伙伴伊芙琳（丽贝卡·豪尔 Rebecca Hall 饰）自然痛不欲生，但她却和丈夫的好友马克斯（保罗·贝坦尼 Paul Bettany 饰）设法，将威尔的意识数据化上传到智能电脑中。奇妙而幸运的是，威尔成功在虚拟世界中复生。
他的天才头脑和先进科技完美融合，只是没人能够想到，这种局面对人类来说究竟是幸运还是灾难……

《西部世界》的故事发生在未来，人们已经不再热衷于玩网络游戏，而是创造了高科技成人乐园，体验更加真实刺激的游戏。里面有不少机器人接待员，他们过着设定好的剧情生活。而游客呢，现实中不敢的胡作非为，在公园里都能无限制放纵，嫖妓、追凶甚至滥杀无辜。提供服务的机器人，也不是一般的机器人。他们不仅具有超高仿真外形，还有自身情感，而且能带给游客最真实的体验。比如，中弹以后会流血，受伤以后会痛苦地嗷叫。夜幕降临，所有机器人的记忆被清除，一切归零，第二天太阳升起，新一批游客入园。不过，在程序的失误以及程序员要求机器人更接近于人类思维和情感的情况下，机器人的自主意识和思维使他们开始怀疑这个世界的本质，进而觉醒并反抗人类.