近未来，人类的各种器官均可实现移植，一时间机器人、生化人、仿生人充斥世间，与人类真假莫辨。某座繁华都市的大厦内，汉卡公司高管正与非洲来宾洽谈业务，突然宴会变成血腥大屠杀，暴走的机器人大开杀戒。隶属公安九课的米拉·基里安少佐（斯嘉丽·约翰逊ScarlettJohansson饰）带领巴特（皮鲁·埃斯贝克PilouAsbæk饰）等手下赶往现场，平息事态。根据对暴走艺伎机器人的调查发现，被称作“久世”的神秘之人策划了这一系列的行动，而且他的目标全部指向了掌握着生化前沿尖端科技的汉卡公司及其研发人员。经过一番凶险的周旋，少佐逐渐逼近真相，同时也渐渐解开了发生在自己身上的惊天秘密……本片根据士郎正宗的经典原作改编。
卡勒姆·林奇（迈克尔·法斯宾德饰）在死刑即将执行之前清醒过来，发现他被索菲娅（玛丽昂·歌迪亚饰）选中，来参加一个能让人类摆脱暴力冲动的计划。虚拟现实机器Animus能让用户体验祖先的记忆，被绑在机器上之后，卡勒姆·林奇意识到他是生活在西班牙宗教法庭时期一位刺客阿圭拉的后裔，他们寻找的是可以控制自由意志的伊甸园苹果。索菲娅在父亲艾伦（杰瑞米·艾恩斯饰）施加的压力下不情愿地操纵着卡勒姆·林奇回到过去寻找伊甸园苹果在现代世界的下落，威胁着他身体和心理的健康。但在杀手同行穆萨（迈克尔·威廉姆斯饰）暗示了卡勒姆·林奇，提醒他艾伦有可能动机不纯之后，卡勒姆·林奇开始重新考虑他的行为和动机，而人类自由意志的命运也变得悬而未决……
