故事发生在大断电30年后。复制人K（瑞恩·高斯林 Ryan Gosling 饰）是新一代的银翼杀手，在如今的世界里，人类和复制人之间的界限划分的更加明确，复制人从刚一制造出来就被灌输了服务于人类的思想，绝对不被允许产生人类的感情。
某日，一具女性复制人的遗骨被挖掘了出来 ，令陆军中尉乔什（罗宾·怀特 Robin Wright 饰）感到震惊的是，这名女性复制人生前不仅怀过孕，还将孩子生了下来，这个孩子的存在将会彻底破坏政府苦心经营的规则和秩序。乔什命令K找出这个孩子，并将他杀死。在一间废弃的农场里，
小小少年T.S. 斯派维（凯尔·凯特莱特 Kyle Catlett 饰）生于蒙大拿州一个偏远牧场，他有一颗聪明绝顶的大脑，酷爱制图学和科学图解，年仅十岁就发明了永动机。他的父亲（考乐姆·吉斯·雷尼 Callum Keith Rennie 饰）是个狂热的牛仔迷，搜集关于西部牛仔的一切；母亲（海伦娜·伯翰·卡特 Helena Bonham Carter 饰）是一位生物学博士，潜心投入到昆虫研究中；而姐姐则是一个最普通不过的正常人，她常常为生在这个一屋子怪人的家里而烦恼。T.S.原本还有一个异卵双胞胎弟弟雷顿，
迈克尔·法拉第（杰夫·布里吉斯 Jeff Bridges 饰）是一名乔治华盛顿大学的历史系教授，单独抚养着9岁的儿子，他的妻子原是FBI探员，前不久死于一次执勤。最近，迈克尔家街对面搬来了一户新人家，奥利弗（蒂姆·罗宾斯 Tim Robbins 饰）和雪柔（琼·库萨克 Joan Cusack 饰）以及他们的儿子布雷迪。然而不知是由于正在讲授恐怖组织一课的职业惯性还是第六感作祟，迈克尔总是对这户新邻居心存怀疑，当然，周围没有一个人相信他的荒谬推理。迈克尔开始对奥利弗一家明察暗访，渐渐发现了原来奥利弗一直在用
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