弗兰克·卡斯特 (雷·史蒂文森 饰) 担任惩罚者已有五年，他袭击了黑帮老大盖塔诺·凯撒 (约翰·邓恩-希尔 饰) 的聚会。凯撒的得力助手比利 (多米尼克·韦斯特 饰) 告诉凯撒，克里斯图 (大卫·瓦迪姆 饰) 正在将一批生物武器运往纽约，并愿意支付 1000 万美元作为安全港口的报酬。比利说克里斯图保证包裹会离开纽约市，所以凯撒本人不会有危险。凯撒反对这笔交易，这激怒了比利，因为他认为自己是黑帮的最高收入者。凯撒称比利和他的兄弟疯子吉姆一样疯狂，这让比利勃然大怒。卡斯特袭击并杀死了所有人，但比利逃脱了。 比利·“美人”·鲁索蒂（一个虚荣且注重形象的黑手党杀手）逃往他在回收工厂的藏身处。侦探马丁·索普（达什·米霍克饰）和萨菲奥蒂（托尼·卡拉布雷塔饰）正在监视这场派对。萨菲奥蒂碰巧看到卡塞尔正离开豪宅，便告知了他比利的下落。萨菲奥蒂告诉索普，卡塞尔为了逃跑解除了他的武装，并打断了他的鼻子。 卡塞尔潜入了鲁索蒂的藏身处，短暂的交火后，鲁索蒂被扔进了一台玻璃粉碎机，毁容严重。卡塞尔躲在尼基·多纳泰利（罗曼诺·奥扎里饰）的尸体后面，发现多纳泰利其实是一名卧底特工。联邦调查局撤离现场后，比利被手下从粉碎机中救出。比利被转移到安全屋，并被指派了一位整形外科医生，因为他的脸被撕碎了。鲁索蒂自称“拼图”，因为他脸上的缝线看起来像拼图碎片。这颇具讽刺意味，因为比利对自己的外表极其敏感。 已故特工的搭档保罗·布迪安斯基（科林·萨蒙饰）加入了纽约警察局的“惩罚者特别小组”，与肥皂联手，协助将卡塞尔绳之以法。萨菲奥蒂和纽约警察局罗斯队长（罗恩·李饰）积极阻挠保罗寻找卡塞尔。 在惩罚者袭击之前，尼基曾向联邦调查局特工主管米勒（拉里·戴饰）发送消息，称大事即将发生，但米勒还没来得及透露任何细节，就被拦截了。保罗承诺尼基的妻子安吉拉会为尼基报仇。肥皂告诉保罗，过去五年来他一直在追踪卡塞尔的一举一动。肥皂告诉保罗，卡塞尔一家在野餐时目睹了一场黑帮处决。他们被发现了，只有卡塞尔幸存下来。从那时起，卡塞尔就开始一个接一个地铲除黑帮家族。 卡塞尔因在战场上杀死一名特工而痛苦不堪，并开始考虑退休。保罗并不知道纽约警察局正积极与卡塞尔合作，并为他提供情报和武器，以打击纽约犯罪黑帮。 与此同时，竖锯将他精神失常、有食人倾向的弟弟“疯人院吉姆”（道格·休切逊饰）从精神病院中释放出来。吉姆自己也是一个残忍的杀手，他会吃掉受害者的肾脏。 卡索因杀害特工而心烦意乱，试图向多纳泰利的妻子安吉拉（朱莉·本茨饰）和女儿格蕾丝（斯蒂芬妮·贾努萨斯卡斯饰）进行赔偿，但无济于事。安吉拉拒绝原谅卡索的所作所为，并声称金钱无法弥补她家庭破碎的痛苦。卡索威胁要退出义警行列，但他的军械师微芯片（韦恩·奈特饰）迫使他重新考虑，并告诉他竖锯会去报复多纳泰利的家人。 竖锯、疯子吉姆和两个暴徒Ink（凯拉姆·马利基-桑切斯饰）和Pittsy（马克·卡马乔饰）闯入多纳泰利的家，将全家劫为人质。惩罚者追踪到竖锯的已知同伙马金蒂（T·J·斯托姆饰），在获取情报后处决了他，随后被布迪安斯基和肥皂逮捕。卡塞尔告诉他竖锯追捕了多纳泰利的家人，布迪安斯基派警车去检查多纳泰利的家，打算举报惩罚者。巡逻车没有回应，布迪安斯基检查了房子，在那里被Ink和Pittsy抓获。肥皂释放了惩罚者，惩罚者杀死了Ink和Pittsy，然后带走了多纳泰利的妻子和女儿。经过短暂的枪战后，布迪安斯基逮捕了竖锯和疯子吉姆。 竖锯兄弟俩与联邦调查局达成协议，交出克里斯图·布拉特（大卫·瓦迪姆饰），后者正在纽约皇后区走私生物武器，目标是阿拉伯恐怖分子。兄弟俩获得了豁免权，并获得了布拉特支付的1200万美元使用竖锯端口的费用，以及一份关于Micro的文件。 他们劫持了麦克罗，并杀害了他的母亲。在重伤麦克罗的同伙卡洛斯（卡洛斯·冈萨雷斯-维奥饰）之后，他们再次劫持了多纳泰利家族的人质。卡洛斯是卡塞尔留下来保护他们的。卡塞尔随后抵达藏身处，对卡洛斯实施了安乐死。竖锯在布拉德斯特里特酒店安顿下来，召集了一小队想要置惩罚者于死地的歹徒。卡塞尔寻求布迪安斯基的帮助，布迪安斯基将竖锯的藏身之处告知了克里斯图的父亲提贝里乌·布拉特（奥伯特·帕拉西奥饰）。提贝里乌的暴徒在酒店大堂发动枪战，分散了卡塞尔的注意力。 卡索从二楼窗户进入，与竖锯雇佣的枪手发生了交火。之后，卡索与疯人院吉姆展开肉搏战；吉姆意识到自己很可能活不下来，于是逃跑了。卡索追上他，与他和竖锯对峙，后者正用枪指着麦克罗和格蕾丝·多纳泰利。 竖锯给了卡索一个选择：如果弗兰克射杀了麦可，竖锯就放走其他人。麦可勇敢地献出生命去救女孩，但卡索却选择射杀疯人院吉姆。结果，竖锯杀死了麦可。失去伙伴的卡索怒不可遏，攻击了竖锯，最终用一根金属棒刺穿了他，并把他扔进了火里。竖锯被烧死后，卡索平静地告诉他：“这只是个开始。” 在外面，安吉拉原谅了卡索，卡索向布迪安斯基和多纳泰利一家告别。卡索和肥皂一同离开时，肥皂试图说服卡索放弃“杀死镇上所有罪犯”的义务警员身份。但肥皂被一个杀人如麻的劫匪拦住，并很快成为惩罚者的另一个受害者，于是改变了主意。