Setelah kejadian di Saw IV, Detektif Mark Hoffman muncul sebagai pahlawan yang menyelamatkan putri Jeff. Namun, Agen Peter Strahm merasa ada yang tidak beres dan mulai menyelidiki latar belakang Hoffman secara pribadi. Melalui serangkaian kilas balik, terungkap bahwa Hoffman awalnya adalah seorang pembunuh "peniru" yang menggunakan modus Jigsaw untuk membalas dendam atas kematian adiknya, sebelum akhirnya direkrut secara paksa oleh John Kramer menjadi muridnya.
Sementara penyelidikan berlangsung, lima orang (Brit, Mallick, Luba, Charles, dan Ashley) terbangun di sebuah selokan. Mereka harus melewati serangkaian ruangan dengan jebakan mematikan. Jigsaw memberikan petunjuk bahwa mereka harus "melawan insting" dan bekerja sama untuk bertahan hidup. Namun, karena sifat egois dan ketakutan, mereka justru saling mengorbankan satu sama lain di setiap tahap.
Pada akhirnya, hanya Brit dan Mallick yang sampai di ruangan terakhir. Di sana, mereka baru menyadari bahwa semua jebakan sebelumnya sebenarnya bisa dilewati oleh kelima orang sekaligus jika mereka bekerja sama sejak awal. Untuk membuka pintu terakhir, mereka harus mengorbankan sepuluh liter darah dengan memasukkan tangan mereka ke dalam gergaji mesin.
Puncak film ini melibatkan konfrontasi antara Strahm dan Hoffman:
- Peti Kaca: Strahm mengikuti Hoffman ke ruang bawah tanah dan menemukan sebuah peti kaca. Ketika Hoffman muncul, Strahm menyerangnya dan mendorong Hoffman ke dalam peti tersebut.
- Jebakan Terbalik: Strahm mengira ia telah menang, namun ia kemudian memutar kaset rekaman yang ditinggalkan Hoffman. Rekaman itu memperingatkan bahwa jika Strahm tidak masuk ke dalam peti, ia akan mati.
- Kematian Tragis: Peti berisi Hoffman tersebut perlahan turun ke bawah lantai yang aman, sementara dinding ruangan mulai merapat. Strahm tewas tergencet oleh dinding yang menyempit, sementara Hoffman selamat di dalam peti sambil menyaksikan kematian musuhnya.
- Fitnah: Hoffman juga berhasil menyusun bukti palsu yang membuat Strahm terlihat sebagai kaki tangan Jigsaw yang asli, sehingga nama Hoffman tetap bersih di mata kepolisian.