El informante de la policía Michael Marks se despierta en una habitación con una máscara llena de pinchos cerrada alrededor de su cuello. Tiene un minuto para cortarse el ojo para obtener la llave, pero no se atreve a hacerlo y es asesinado cuando la máscara se cierra. En la escena del juego de Michael, la detective Allison Kerry encuentra un mensaje para su antiguo compañero, el detective Eric Matthews, y lo llama. Matthews se une a Kerry y al oficial Daniel Rigg para dirigir un equipo SWAT a la fábrica que produjo la cerradura de la trampa de Michael. Allí detienen a John Kramer, el asesino del rompecabezas, que indica los monitores de ordenador que muestran a ocho personas atrapadas en una casa, incluyendo a su única superviviente conocida, Amanda Young, el hijo de Matthews, Daniel, y otras seis víctimas: Xavier Chavez, Jonas Singer, Laura Hunter, Addison Corday, Obi Tate y Gus Colyard. Un agente nervioso que llena la casa los matará a todos en dos horas, pero John asegura a Matthews que si sigue las reglas de su propio juego, volverá a ver a Daniel. A instancias de Kerry, Matthews accede a ganar tiempo para que el equipo técnico llegue y rastree la señal de vídeo. Durante su conversación, John le revela a Matthews que una de sus principales motivaciones para convertirse en Jigsaw fue un intento de suicidio tras su diagnóstico de cáncer, que le llevó a un nuevo aprecio por la vida; el propósito de sus juegos es ayudar a sus víctimas a desarrollar el mismo aprecio.

El grupo es informado por una micrograbadora de que hay antídotos escondidos por toda la casa; uno está en la caja fuerte de la habitación, y la cinta proporciona una pista críptica. Gus ignora una nota de advertencia y utiliza la llave proporcionada con el casete en la puerta, lo que desencadena una pistola a través de la mirilla que lo mata. Una vez que la puerta se abre, registran la casa y encuentran un sótano, donde Obi, que ayudó en los secuestros, muere en una trampa del horno mientras intenta recuperar dos antídotos. En otra habitación, la prueba de Xavier consiste en cavar a través de un pozo lleno de jeringuillas para recuperar una llave de una puerta de acero en dos minutos, pero en su lugar lanza a Amanda al pozo. Ella recupera la llave, pero Xavier no consigue abrir la puerta a tiempo. A lo largo del juego, el grupo discute las conexiones entre ellos y determina que cada uno ha sido encarcelado antes, excepto Daniel. Durante la prueba de su padre, John revela su afiliación a Matthews, que era un policía corrupto que inculpaba a sus sospechosos en varios crímenes recientemente.

Xavier vuelve a la sala de seguridad y encuentra un número en la nuca de Gus. Tras darse cuenta de que los números son la combinación de la caja fuerte, mata a Jonas y comienza a cazar a los demás. Laura sucumbe al agente nervioso y muere, tras encontrar la pista que revela la identidad de Daniel. Indignada por la revelación, Addison sale por su cuenta y encuentra una caja de cristal que contiene un antídoto, pero sus brazos quedan atrapados en las aberturas que están recubiertas de cuchillas ocultas. Xavier entra en la habitación y la deja morir tras leer su número. Amanda y Daniel encuentran un túnel desde la primera habitación que conduce al baño en ruinas[N 1] Xavier los encuentra y, agitado por las burlas de Amanda, se corta un trozo de piel de la nuca para leer su propio número. Antes de que Xavier pueda acabar con ellos, Daniel le corta el cuello con la sierra.

Tras ver a Xavier persiguiendo a su hijo, Matthews asalta a John y le obliga a llevarle a la casa. El equipo técnico rastrea la fuente del vídeo y, mientras el equipo de Rigg registra la casa, Kerry se da cuenta de que el juego tuvo lugar días antes de que capturaran a John, hasta que el temporizador del juego de Matthews expira y revela a Daniel dentro de una caja fuerte, atado y respirando con una máscara de oxígeno. Ajeno a estos acontecimientos, Matthews entra en la casa solo y se dirige al baño, donde es sometido por una figura con máscara de cerdo. Se despierta encadenado por los tobillos a una tubería y encuentra una grabadora dejada por Amanda, que le revela que se había convertido en cómplice de John tras sobrevivir a su primera trampa y que le ayudó a preparar la prueba de Matthews durante el juego en la casa, con la intención de continuar el trabajo de John después de su muerte. Amanda aparece entonces y sella la puerta, dejando que Matthews muera mientras John oye sus gritos fuera y sonríe.