Le photographe Adam et le chirurgien Lawrence ont été kidnappés par un inconnu qui les séquestre dans une grande salle de bain décrépite. Enchaînés à quelques mètres l'un de l'autre, les deux hommes sont séparés par le cadavre ensanglanté d'un autre individu. Adam et Lawrence ne se connaissent pas et ne savent rien des motifs de leur ravisseur.
Mais grâce à divers indices, le médecin en vient à se persuader que leur bourreau est le "Jigsaw killer", un tueur en série psychopathe qui soumet ses victimes à des jeux cruels dont l'issue détermine s'ils auront ou non la vie sauve.
Et de fait, Adam et Lawrence découvrent autour d'eux divers objets, photos et messages manuscrits que leur tortionnaire a disposés dans la pièce pour les obliger à participer à son démentiel jeu de survie.