Vào năm 2049, người Nhân Bản (Replicants) đã được hòa nhập xã hội, nhưng hầu hết họ đều làm người hầu và nô lệ. Một người nhân bản Nexus 9 có tên là ‘’ K’’ hoạt động cho LAPD (Sở cảnh sát Los Angles) như là một ‘’ Blade Runner ‘’, một nhân viên chuyên săn lùng và cho nghỉ hưu (loại bỏ) các Replicants đời cũ. Anh sống với bạn gái 3 chiều tên là Joi, một sản phẩm nhân tạo tại một tập đoàn Wallace, nhà sản xuất Replicants hiện tại 

Các cuộc điều tra của K dẫn anh ta tới một trang trại nuôi tằm, tại đây anh cho ‘’ nghỉ hưu ‘’ một replicant tên là Sapper Morton. ‘’ K’’ tìm thấy một cái hộp bị chôn vùi trong trang trại có chứa xương cốt, phân tích pháp y cho thấy rằng đó là phần còn lại của một người nhân bản đời nexus 7 chết trong một ca mổ lấy thai khẩn cấp, mâu thuẫn với niềm tin người nhân bản vô sinh của con người. Sợ rằng điều này dẫn đến sự chiến tranh giữa con người và các nhà nhân bản, trung úy Joshi đã ra lệnh K đi tìm và thủ tiêu đứa bé 

‘’ K’’ viếng thăm trụ sở của công ty Wallace,và đã tìm ra được phụ nữ đã chết được xác định từ các kho lưu trữ DNA là Rachael, một người nhân tạo thử nghiệm bởi tiến sỹ Tyrell. K đã biết được mối quan hệ lãng mạn của Rachael với cựu Blade Runner Rick Deckard. Khi đó, giám đốc điều hành, Wallace muốn khám phá ra bí mật sinh sản các Replicants của tiến sỹ Tyrell, để mở rộng sự xâm chiến ở các hành tinh trên vũ trụ, và ra lệnh cho Luv đi cướp xương cốt của Rachael và theo dõi ‘’ K’’ để tìm đứa bé. 

Trở lại trang trại của Morton, ‘’ K’’ đã tìm thấy số ‘’ 6-10-21’’ được khắc vào thân cây gần nơi tìm thấy Rachael và nhận ra nó là kí ức tuổi thơ về một con ngựa được làm bằng gỗ. Joi tin rằng đây là bằng chứng cho thấy ‘’ K’’ được sinh ra chứ không phải được tạo ra như một Replicants. Trong quá trình tìm kiếm, anh phát hiện rằng cặp đôi sinh ra ngày đó giống DNA ngoại trừ nhiễm sắc thể giới tính, nhưng chỉ có cậu bé được liệt kê là còn sống. ‘’ K’’ tìm đến một trang trai mồ côi ở San Diego, phát hiện rằng hồ sơ đó đã bị xóa và anh ta nhận ra trại mồ côi từ ký ức của mình, và đã tìm thấy con ngựa ngỗ mà anh giấu nó. 

‘’ K’’ đi tìm tiến sỹ Steline, nhà thiết kế những ký ức của Replicants, đã xác nhận rằng ký ức của ông về trại mồ côi là có thật làm ‘’ K’’ tin rằng mình là con của Rick Deckard và Rachael. Sau đó, ‘’ K’’ đã bị LAPD bắt đi vì các Replicants tìm trung tâm ký ức là điều bất bình thường, và tại đây anh thực hiện bài kiểm tra cảm xúc một cách tệ hại, và anh nói láo rằng, anh có cảm xúc vì anh cảm thấy xúc động sau khi giết đứa bé. Joishi cho phép anh bỏ trốn, nếu anh kiểm tra cảm xúc lần nữa mà thất bại đồng nghĩa với việc anh bị cho ‘’ nghỉ hưu ‘’. Trước khi chuẩn bị chạy trốn, ‘’ K’’ chuyển Joi vào thiết bị di động theo yêu cầu của cô. Phân tích con ngựa gỗ, cho thấy rằng đó là vết tàn tích của Las Vegas. Ở đó ‘’K’’ đã tìm thấy Rick Deckard, ông tiết lộ rằng ông là cha của đứa bé và ông đã xáo trộn hồ sơ để bảo vệ danh tính của đứa bé.

Sau khi giết Trung úy Joshi, Luv và đồng bọn tìm ra nơi ở của Deckard, tiêu diệt Joi và đã bắt Deckard nhưng lại tha chết cho ‘’ K’’. Sau đó anh đã được tìm thấy bởi đội quân kháng chiến Replicants, và lãnh đạo của họ là Freysa nói rằng con của Rick Deckard là nữ, và ra lệnh cho ‘’ K’’ đi giết Rick Deckard để bảo vệ đội quân trước khi Rick khai về đội quân này. Trong khi đó, Deckard được đưa ra trước Wallace, và bắt ông ta khai đứa bé bằng cách tạo một nhân bản Racheal như là một phần thưởng nếu ông ta nói ra. Khi Rick từ chối, Wallce ra lệnh cho Luv dẫn Rick ra khỏi trái đất để tra tấn.

K đứng trước 2 lựa chọn, 1 là giết Rick để bảo vệ phong trào kháng chiến, 2 là giết đứa bé để ngăn cuộc chiến tranh xảy ra, nhưng anh ta đã lựa chọn bằng cách giải cứu Deckard và cho ông gặp lại đứa bé. Sau khi giải cứu Rick Deckar, ‘’ K’’ đã dắt Rick đến văn phòng của Stelin, và nói rằng cô ấy là con gái của ông ta, và anh than thở rằng những kỷ niệm đẹp nhất của anh thuộc về cô. K nằm xuống một vài bậc thang và nhìn lên trời, anh chết bởi những vết thương khi tuyết rơi xuống, trong khi Rick Deckard cẩn thận bước vào căn phòng và tiếp cận Stelin.