Дождь льет на неоновый Лос-Анджелес 2049 года. Кей, репликант-охотник, выполняет рутинную проверку и находит невероятное - останки женщины-репликанта, которая, судя по всему, умерла при родах. Это невозможно, ведь репликанты не могут рожать. Его начальница, лейтенант Джози, видит в этом угрозу системе и приказывает уничтожить все следы. Но Кей, мучимый сомнениями в собственной реальности и подогреваемый воспоминаниями о деревянной игрушке, начинает тайное расследование.
Его единственная отдушина - голографическая подруга Джой, чье теплое присутствие скрашивает холод его одинокой жизни. Расследование приводит его к могущественному создателю репликантов Ниандеру Уоллесу, который тоже охотится за этой тайной, видя в ней ключ к колонизации звезд. Кей, следуя за ниточками прошлого, пробирается через черный рынок воспоминаний и заброшенные руины, пока не понимает, что ребенок мог выжить. Все улики указывают на Рика Декарда, легендарного бегущего по лезвию, пропавшего десятилетия назад.
Кей находит Декарда, живущего в изоляции за пределами города. Старик поначалу враждебен, но Кей раскрывает свою догадку - тот, кого все ищут, это не мальчик, а девочка. И это не просто ребенок, а живое доказательство чуда. Декард подтверждает это: у него была дочь от репликантки Рэйчел. Чтобы защитить ее, он спрятал правду, а воспоминания Кея о детстве - это на самом деле имплантированные воспоминания его дочери. Кей не избранный, он всего лишь щит, призванный запутать след.
Уоллес настигает их, похищает Декарда. Кей, тяжело раненный, с помощью Джой и повстанцев-репликантов прорывается в штаб-квартиру Уоллеса, но не успевает спасти Декарда. В финальной схватке он убивает Люва, личного помощника Уоллеса, и освобождает Декарда. Он приводит отца к двери того самого института, где работает его дочь, анонимный создатель тех самых идеальных воспоминаний. Кей, понимая, что его жертва - это и есть его высшее предназначение, отпускает Декарда внутрь и остается умирать под снегом на ступенях, наконец обретя смысл не в своем прошлом, а в своем поступке.
