Vào ngày Halloween, tại Thành phố Gotham, Thị trưởng Don Mitchell Jr. bị sát hại bởi một kẻ giết người hàng loạt tự xưng là Riddler. Tỷ phú Bruce Wayne, lúc bấy giờ đã trải qua hai năm làm Batman chuyên trừng trị bọn tội phạm, điều tra cùng với Sở Cảnh sát Thành phố Gotham (GCPD). Trung úy James Gordon phát hiện ra Riddler đã để lại lời nhắn cho Batman, nhưng Ủy viên Pete Savage đã mắng ông vì cho phép Batman vào hiện trường vụ án và buộc anh phải rời đi. Riddler giết Savage, để lại một tin nhắn khác cho Batman và gửi một video về cái chết của Savage cho phương tiện truyền thông.

Batman và Gordon phát hiện ra Riddler đã để lại một ổ USB flash trong xe của Mitchell; nó chứa những hình ảnh của Mitchell với một phụ nữ, Annika Koslov, tại Iceberg Lounge, một câu lạc bộ do Penguin, cấp dưới của tên trùm Carmine Falcone, điều hành. Trong khi Penguin biện hộ cho sự phớt lờ, Batman thấy Selina Kyle, bạn cùng phòng và là bạn thân của Annika, làm phục vụ bàn ở đó. Anh theo Selina đến nhà của Mitchell, nơi họ tìm thấy hộ chiếu của Annika trong một chiếc két sắt. Khi Annika biến mất, Batman cử Selina trở lại Iceberg Lounge để tìm câu trả lời. Thông qua Selina, Batman phát hiện ra Công tố viên Gil Colson có nhận tiền hối lộ từ Falcone, nhưng Selina đã tắt liên lạc khi Batman cho rằng cô có giao du với Falcone.

Riddler bắt cóc Colson, dán một quả bom hẹn giờ vào cổ anh ta và cho anh ta vào đám tang của Mitchell. Khi Batman đến hiện trường, Riddler gọi cho anh qua điện thoại của Colson. Hắn đe dọa sẽ cho quả bom nổ nếu Colson không trả lời được ba câu đố của hắn; Batman giúp Colson trả lời hai câu đầu tiên, nhưng Colson từ chối trả lời câu thứ ba — nêu tên người cung cấp thông tin đã giúp cảnh sát triệt phá đường dây ma túy của tên trùm Sal Maroni - vì vậy Riddler giết anh ta. Batman và Gordon suy luận rằng người cung cấp thông tin có thể là Penguin và theo dõi hắn đến một vụ giao dịch ma túy. Họ phát hiện ra đường dây ma túy của Maroni đã được chuyển qua cho Falcone và nhiều cảnh sát tham nhũng có liên quan. Selina vô tình làm họ bị lộ khi cô đến để ăn cắp tiền của bọn tội phạm. Khi Penguin bỏ chạy, Selina phát hiện ra xác của Annika trong cốp xe. Batman bắt được Penguin sau khi đuổi theo hắn bằng chiếc Batmobile nhưng nhận ra hắn không phải là người cung cấp thông tin.

Batman và Gordon lần theo dấu vết của Riddler đến trại trẻ mồ côi bị bỏ hoang từng được bố mẹ của Bruce là Thomas và Martha Wayne điều hành. Họ biết được Riddler từng lớn lên tại trại trẻ mồ côi này và có mối hận thù với Thomas; do Thomas đã chết nên hắn quyết định nhắm vào Bruce. Quản gia và người chăm sóc của Bruce, Alfred Pennyworth, nhập viện sau khi mở một quả bom thư gửi cho Bruce. Riddler sau đó tiết lộ bằng chứng buộc tội Thomas, người đang tranh cử chức thị trưởng khi bị sát hại, đã thuê Falcone giết một nhà báo vì người này đe dọa tiết lộ tiền sử bệnh tâm thần của Martha. Bruce, người tin rằng bố mình là người có đạo đức cao, đến gặp Alfred. Alfred xác nhận rằng Thomas đã nhờ Falcone đe dọa gã nhà báo, nhưng quyết định ra tự thú với cảnh sát sau khi biết Falcone đã giết gã nhà báo; ông phỏng đoán rằng Falcone đã giết Thomas và Martha để ngăn chặn điều này.

Selina nói với Batman rằng Falcone là bố của cô và hắn đã bỏ bê cô. Cô biết được Falcone đã bóp cổ Annika đến chết sau khi Mitchell nói với cô ta rằng hắn là người cung cấp thông tin, và quyết tâm giết hắn. Batman và Gordon đến Iceberg Lounge kịp thời ngăn cản cô và bắt Falcone, nhưng Riddler đã bắn tỉa hắn từ một tòa nhà gần đó. Được tiết lộ là kế toán pháp y Edward Nashton, Riddler bị giam giữ tại Bệnh viện Bang Arkham. Tại Arkham, Nashton nói rằng hắn ghen tị với sự thông cảm mà Bruce nhận được sau vụ giết hại bố mẹ anh trong khi hắn bị bỏ mặc, và muốn hợp tác với Batman và trở thành một hiệp sĩ đeo mặt nạ tương tự anh. Batman tức giận từ chối Nashton và phát hiện ra hắn đã chuẩn bị những chiếc xe có cài bom xung quanh Gotham. Những quả bom phá hủy đê chắn sóng của Gotham và làm ngập lụt thành phố. Trong sự hỗn loạn sau đó, Batman và Selina ngăn cản một nhóm người sùng bái Riddler khi chúng định ám sát thị trưởng mới đắc cử Bella Reál.

Những quả bom phá hủy đê chắn sóng xung quanh Gotham và làm ngập lụt thành phố. Một nơi trú ẩn được thiết lập trong một nhà thi đấu. Sau đó, Nashton kết bạn với một tù nhân khác (chính là Joker) trong khi Selina cho rằng không thể cứu vãn Gotham và rời đi. Batman hỗ trợ cảnh sát cứu giúp người dân và thề sẽ khơi dậy niềm hi vọng ở Gotham.