California, 2049. Após os problemas enfrentados com os Nexus 8, uma nova espécie de replicantes é desenvolvida, de forma que seja mais obediente aos humanos. Um deles é K (Ryan Gosling), um blade runner que caça replicantes foragidos para a polícia de Los Angeles. Após encontrar Sapper Morton (Dave Bautista), K descobre um fascinante segredo: A replicante Rachel (Sean Young) teve um filho, mantido em sigilo até então. A possibilidade de que replicantes se reproduzam pode desencadear uma guerra deles com os humanos, o que faz com que a tenente Joshi (Robin Wright), chefe de K, o envie para encontrar e eliminar a criança.