In una distopica e piovosa Los Angeles del 2019, il cacciatore di taglie Rick Deckard , già agente dell’unità speciale Blade Runner, viene forzatamente richiamato in servizio dal capitano Bryant per “ritirare”, ossia uccidere, quattro replicanti – esseri robotici simili agli umani, detti “replicanti”, utilizzati come schiavi, dotati di capacità intellettuali e forza fisica estremamente superiori agli uomini, ma con una longevità limitata a 4 anni. Deckard, accompagnato nei suoi spostamenti dal collega Gaff, si reca nell’ufficio del fondatore della Tyrell per provare il test su un replicante modello Nexus 6 ed è invitato a provare il test prima sulla segretaria Rachael che si rivela essere non umana. Anch’essa è un replicante prodotto dalla Corporation.
Deckard ispeziona l’appartamento di uno dei fuggitivi, Leon, trovandovi una squama e una serie di fotografie. Parallelamente, Leon e Roy Batty visitano Hannibal Chew, un progettista genetico di occhi che lavora per la Tyrell Corporation, che, minacciato, suggerisce loro di rivolgersi a J. F. Sebastian, genetista e amico del dott. Tyrell.
Deckard ispeziona l’appartamento di uno dei fuggitivi, Leon, trovandovi una squama e una serie di fotografie. Parallelamente, Leon e Roy Batty visitano Hannibal Chew, un progettista genetico di occhi che lavora per la Tyrell Corporation, che, minacciato, suggerisce loro di rivolgersi a J. F. Sebastian, genetista e amico del dott. Tyrell.
Tornando a casa, Deckard viene raggiunto da Rachael, che vuole sapere se è una replicante o un’umana. Deckard le rivela la verità e, di fronte ai suoi dubbi, le racconta i suoi presunti ricordi d’infanzia dimostrandole che in realtà sono innesti mentali. Rachael, disperata, fugge. Nel frattempo la replicante Pris , compagna di Roy Batty, ottiene la fiducia di J. F. Sebastian e l’ospitalità nel suo appartamento.
Deckard sogna ad occhi aperti un unicorn e, risvegliatosi, esamina una delle foto trovate e riesce ad associare la squama alla replicante Zhora . Indagando scopre che si tratta di una squama di serpente artificiale, utilizzato in uno spettacolo da una spogliarellista. Deckard si reca nel locale dove lavora Zhora, e con una scusa la segue nel camerino. Zhora capisce le sue intenzioni e fugge per strada, ma Deckard la raggiunge e riesce a spararle, ritirandola.
Bryant informa Deckard che dovrà ritirare anche Rachael, che è scomparsa dalla Tyrell. Quando Bryant e Gaff si allontanano, Deckard vede Rachael e cerca di raggiungerla, ma viene affrontato da Leon, che ha assistito al ritiro di Zhora e cerca di ucciderlo, Rachael interviene, uccidendo Leon. Deckard decide di risparmiare Rachael, nascondendola a casa sua, dove i due s’innamorano.
Roy Batty, raggiunta Pris, la informa che sono rimasti vivi solo loro due. I due convincono J. F. Sebastian ad accompagnare Roy Batty dal dott. Tyrell per chiedergli se esiste un modo per posticipare la loro imminente “data di termine”. Tyrell gli dice che non è possibile, e per tutta risposta Roy Batty uccide sia il dott. Tyrell, cavandogli gli occhi con i pollici, che J. F. Sebastian.
Deckard, informato del duplice omicidio, si reca nell’appartamento di J. F. Sebastian, pensando di trovarvi i due replicanti rimasti. Al suo arrivo viene attaccato da Pris, ma riesce a ritirarla sparandole. Poco dopo giunge Roy Batty che, vista Pris priva di vita, decide di dedicare i suoi ultimi istanti di vita alla vendetta. Nel tentativo di sfuggire a Roy, Deckard salta da un tetto a un altro finendo aggrappato ad una trave, sospeso nel vuoto. Roy lo raggiunge e, invece di ucciderlo, lo trae in salvo. Dopo il celeberrimo monologo “Io ho visto cose”, Roy Batty muore di fronte all’impietrito Deckard.