故事發生在大斷電30年後。複製人K（瑞恩·高斯林 Ryan Gosling 飾）是新一代的銀翼殺手，在如今的世界裡，人類和複製人之間的界限劃分的更加明確，複製人從剛一製造出來就被灌輸了服務於人類的思想，絕對不被允許產生人類的感情。
某日，一具女性複製人的遺骨被挖掘了出來 ，令陸軍中尉喬什（羅賓·懷特 Robin Wright 飾）感到震驚的是，這名女性複製人生前不僅懷過孕，還將孩子生了下來，這個孩子的存在將會徹底破壞政府苦心經營的規則和秩序。喬什命令K找出這個孩子，並將他殺死。在一間廢棄的農場裡，K發現了一些線索，然而，這些線索竟然和他被植入的過去的記憶有著千絲萬縷的關聯。與此同時，尼安德（傑瑞德·萊托 Jared Leto 飾）和他的手下拉芙（西爾維婭·侯克斯 Sylvia Hoeks 飾）也在尋找著這個孩子的下落。