科顿·韦里（列维·施瑞博尔饰）现居住在洛杉矶，是全国性电视节目《100%棉花》的主持人，鬼脸打电话给他，询问西德尼·普雷斯科特（内芙·坎贝尔饰）的下落，西德尼·普雷斯科特自温莎学院事件以来一直处于隐居状态。即使打电话者声称在科顿家里并威胁要杀死他的女朋友，科顿也拒绝接听。科顿尝试给家里打电话，但他的女朋友没有接听，因为电话线已被切断。 Cotton尝试拨打911，但等待时间太长。与此同时，凶手使用变声装置模仿科顿，引诱他的女友克里斯汀出来并攻击她。克里斯汀设法把自己锁在一个房间里，凶手用科顿的声音嘲笑她。科顿回到家，克里斯汀攻击科顿，认为他就是袭击她的凶手。科顿和克里斯汀（凯莉·卢瑟福饰）双双被谋杀。 侦探马克·金凯德（帕特里克·德姆西饰）与盖尔·韦瑟斯（柯特妮·考克斯·阿奎特饰）会面，讨论谋杀案。金凯德透露，凶手在犯罪现场留下了一张照片，盖尔认出那是西德尼的母亲莫琳。这促使盖尔前往好莱坞，在那里她找到了杜威·莱利（大卫·阿奎特饰），后者正在《刺杀3》片场担任顾问。《刺杀3》是鬼脸谋杀案系列电影的第三部。科顿此前曾为这部电影录制了客串，在片场颇有名气。鬼脸借助变声器（模仿电影导演罗曼的声音）杀死了《刺杀3》的女演员莎拉·达林（珍妮·麦卡锡饰）（她饰演来自伍兹伯勒的凯西），导致电影制作中断，令导演罗曼·布里杰大为恼火。 西德尼现在住在一所偏僻的房屋里，担任受虐妇女热线的危机咨询师，因为她害怕再次遭遇凶手。她的房产受到多层安保设备的保护。西德尼从新闻中得知科顿已被谋杀。西德尼开始做噩梦，梦见莫琳缠着她，鬼脸袭击她。凶手发现了她的电话号码后，开始用变声器模仿她已故的母亲莫琳·普雷斯科特（琳恩·麦克里饰）的声音嘲讽西德尼。西德尼前往好莱坞，意识到自己已不再安全。 《刺杀三人组》剩余演员聚集在詹妮弗·朱莉（帕克·波西饰）家中，她在电影中饰演盖尔·韦瑟斯。鬼脸杀死了她的保镖史蒂文·斯通（帕特里克·沃伯顿饰），并利用煤气泄漏引发爆炸，炸死了同为演员的汤姆·普林兹（马特·基斯拉饰）。杜威是这部电影的技术助理，詹妮弗被杜威吸引，这让盖尔非常恼火。 玛莎·米克斯（希瑟·马塔拉佐饰）是西德尼遇害的好友兰迪（杰米·肯尼迪饰）的妹妹，她来拜访西德尼等人，并把兰迪生前拍摄的录像带交给了他们。兰迪死后警告他们，恐怖电影的规则并不适用于三部曲的第三部，他们中的任何一个人都可能丧命。西德尼漫步到《刺杀3》的片场，那里的场景是以她在伍兹伯勒的故居为原型的，她遭到鬼脸的袭击，险些逃脱。 盖尔和詹妮弗翻阅了好莱坞档案，发现莫琳·普雷斯科特在回到伍兹伯勒并遇到西德尼的父亲之前，曾在好莱坞担任演员。莫琳曾在20世纪60年代以“丽娜·雷诺兹”的艺名短暂从事演员工作，并在《Stab 3》制片人约翰·米尔顿（兰斯·亨利克森饰）举办的派对上遭到性侵犯。米尔顿此前曾与莫琳合作拍摄过三部电影。 杜威、盖尔、詹妮弗和《Stab 3》的其他演员安吉丽娜·泰勒 (艾米莉·莫蒂默饰) 和泰森·福克斯 (迪翁·里士满饰) 参加了《Stab 3》导演罗曼·布里杰 (斯科特·福利饰) 的生日派对，鬼脸在派对上出现。 盖尔在地下室一个电影场景般的棺材里发现了罗曼的尸体，胸口插着一把刀。与此同时，安吉丽娜、泰森和詹妮弗在房子里的各个地方被鬼脸杀害。鬼脸随后命令西德尼前往豪宅，救被捆绑的盖尔和杜威的命。西德尼到达后，鬼脸强迫西德尼拔出手枪，但她却亮出了一把藏起来的枪，并用它射杀了凶手。西德尼正在解开盖尔和杜威的绳索时，鬼脸的尸体消失了。金凯德警探出现，但被鬼脸打晕了。 西德妮逃走后藏身于一个秘密放映室，在那里她遇到了鬼脸。他自称是罗曼，他曾假死，并凭借防弹背心躲过了枪击。罗曼解释说，他是西德妮同父异母的弟弟，也是莫琳性侵的产物。四年前，他曾追踪莫琳，但遭到了她的拒绝。 罗曼因遭到拒绝而心怀怨恨，拍下了所有与她调情的男人。他向比利·卢米斯展示了他父亲与莫琳的录像，这促使他想要杀死莫琳（从而引发了伍兹伯勒和温莎事件）。然而，当他发现西德尼因为这些事件而声名鹊起时，罗曼崩溃了，引诱西德尼现身。罗曼找到被捆绑的米尔顿并割断了他的喉咙后，西德尼愤怒地谴责他的解释不过是为了掩盖自己的私心而找借口。罗曼精神崩溃，开始攻击他人。 西德尼和罗曼激烈地打斗起来，罗曼最终开枪打死了她。就在盖尔和杜威准备迎接罗曼时，罗曼惊讶地发现西德尼的尸体不见了。他正准备拨打西德尼的手机寻找她，却接到了西德尼打来的电话。这让他分心，西德尼趁机从罗曼背后捅了一刀，看似杀死了他，但随后却向罗曼展示了她也穿着防弹背心。杜威和盖尔赶到，罗曼突然跳起再次发起攻击，结果被杜威一枪击中头部身亡。 凶案发生后，杜威向盖尔求婚，西德尼到来时，杜威欣然接受。西德尼受邀与杜威、盖尔和金凯德警探一起看电影。当她走向其他人时，身后的一扇门打开了，但她却径直离开了，门原封不动地留在原地，她终于确信凶案已经结束，自己也安全了。