Setelah kematian John Kramer (Jigsaw), otopsi dilakukan dan ditemukan sebuah kaset berlapis lilin di dalam perutnya yang menyatakan bahwa permainan akan terus berlanjut. Fokus utama berpindah kepada Petugas SWAT Rigg, yang menjadi terobsesi untuk menyelamatkan detektif Eric Matthews (yang hilang di film sebelumnya).
Rigg diculik dan diberi waktu 90 menit untuk melewati serangkaian ujian. Jigsaw ingin menguji obsesi Rigg untuk "menyelamatkan semua orang." Rigg dipaksa melihat orang-orang dari masa lalunya yang bermasalah dalam jebakan mematikan, di mana ia harus belajar untuk membiarkan mereka menyelamatkan diri mereka sendiri alih-alih ikut campur. Jika ia gagal, Eric Matthews dan Detektif Hoffman akan tewas.
Sementara itu, Agen Khusus FBI Strahm dan Perez menyelidiki keterlibatan detektif lain dalam kasus Jigsaw. Mereka mulai mencurigai adanya kaki tangan ketiga selain Amanda Young. Melalui kilas balik, film ini juga mengungkap masa lalu John Kramer, termasuk hubungannya dengan mantan istrinya, Jill Tuck, dan insiden tragis keguguran yang menjadi pemicu transformasinya menjadi Jigsaw.
- Garis Waktu: Terungkap bahwa akhir film ini terjadi tepat saat Jeff membunuh Jigsaw di Saw III. Agen Strahm masuk ke ruang perawatan Jigsaw tak lama setelah Jeff membunuhnya.
- Kaki Tangan Baru: Kejutan terbesarnya adalah Detektif Mark Hoffman ternyata adalah murid rahasia Jigsaw yang sebenarnya. Hoffman tidak pernah dalam bahaya; ia membantu mengatur permainan Rigg untuk menyingkirkan semua orang yang bisa mengancam posisinya.
- Nasib Rigg: Karena Rigg gagal memahami pelajaran Jigsaw dan memaksa masuk ke ruangan sebelum waktu habis, ia secara tidak sengaja memicu mekanisme yang menewaskan Eric Matthews.