約翰·里瑟和他的朋友根、哈羅德·芬奇正被人全城追殺中，兇手是一個名叫“撒馬利亞人（Samaritan）”的神秘組織。“撒馬利亞人”是一個新型的人工智能系統，有人想讓撒馬利亞人替代芬奇制造的“機器（The?Machine）”。

芬奇和里瑟護送著裝有“機器”內存芯片的工具箱返回他們的地下老巢。警察萊納爾·弗斯科護送的兩名黑幫大佬在護送途中被人射殺，聯調局和內務部的人一起對弗斯科進行調查。根在逃亡的途中前往一位以前雇主的工廠尋求他的幫助，根拜托他幫自己偽造一個新身份逃避撒馬利亞人的追捕，但雇主接受了“撒馬利亞人”的好處出賣了根，緊急關頭里瑟及時出現救了根。

里瑟在電話中告訴弗斯科向警方承認是他射殺了黑幫大佬，雖然無法理解，但弗斯科還是按照里瑟的話做了。果然聯調局立馬撤銷了對弗斯科的懷疑，認為弗斯科是正當防衛，并歸還了弗斯科的配槍。在根和里瑟的幫助下，芬奇嘗試解壓“機器”。

芬奇成功喚醒了“機器”，然而由于承載機器的設備太過于簡陋，機器一直出現各式各樣的故障。里瑟與芬奇給機器偷回來了一組全新的GPU，“機器”終于運轉起來了，并且相比以前開放了自身系統——可以搜索任何事任何人！“機器”重新開始工作，里瑟和弗斯科根據“機器”的分析提示，前往制止可能發生的犯罪事件。

可是里瑟和弗斯科分別跟蹤的“嫌犯”目標卻并沒有真正要犯罪的樣子，與此同時，“機器”將芬奇和根認為是威脅目標并將他們關在了工作的車廂里。芬奇意識到，“機器”雖然成功蘇醒，但是它卻沒有了時間概念。那些過去存在危險行為的人，都被它列入到威脅目標的名單里。“機器”不僅困住芬奇和根，還派出殺手去追殺里瑟。最終在芬奇的努力下，“機器”成功回憶起芬奇他們的身份。

“機器”給出了新的“號碼”——亞歷克斯·鄧肯，為一家國際咨詢公司工作的電腦碩士。芬奇為里瑟偽造了身份幫助里瑟進入鄧肯公司進行調查，里瑟發現鄧肯在下班后，潛入上司的辦公室偷取文件。就在里瑟打算繼續跟蹤鄧肯時，鄧肯卻被CIA帶走，CIA行動的領隊居然還是里瑟的老上司——比爾。

另一方面，根被“機器”派去運輸公司執行任務，根調查出“撒馬利亞人”正在大規模安插自己的惡意軟件。里瑟從比爾手上救出了鄧肯，鄧肯向里瑟坦白，他并非是間諜也沒有偷國家機密，他只是在找有關自己哥哥保羅的信息。5年前保羅因叛國罪被CIA調查，而恰巧的是里瑟和同伴被比爾派去殺了保羅。

鄧肯調查到保羅曾接到命令去運送一批武器，而這批武器是被國家禁止提供給外國盟友的，因此鄧肯的調查可能已經觸及到某些人的利益。里瑟和鄧肯被CIA抓住，押送的途中里瑟編了個故事告訴鄧肯他的哥哥是位英雄，在一次空襲中遇難，比爾也識趣的配合了里瑟。最后里瑟帶著鄧肯成功逃了出來，而比爾也沒有強行抓捕里瑟，他知道里瑟有著自己的使命，決定繼續讓他用自己的方式打擊犯罪。