秉叔因為多年前的車禍患上阿爾茲海默症(老年痴呆)，之後他經常失憶，記憶混亂甚至迷路，這天又因為迷路被帶到派出所。連所裡的老朋友老萬也忘了。女兒恩熙過來將他帶走，秉叔看到恩熙才恢復神智。
最近秉叔在電視上看到連環殺人案的消息，不由得擔心恩熙的外出安全。
晚上秉叔打開電腦上的日誌，同時情節也回到秉叔的過去。幼年時因為經常被父親家暴，秉叔在一次奮起抵抗時將父親殺死，他的生活才恢復平靜。從此殺掉乾死的人就成為秉叔的人生信條，而在這個信念的支撐下秉叔成為了一個連環殺人犯。先後殺人家暴的男人，虐待動物的變態，放高利貸的惡棍等等。並把他們的屍體埋在竹林。害怕忘記一切的秉叔將這一切都記入電腦。開秉叔去參加一個詩歌班，班上一個金髮姐對秉叔一見鍾情，這時秉叔又想起自己17年前最後一次殺人，自己在竹林殺了一個女人之後，返程途中出了車禍。剛想到這裡大霧中突然出現了一輛車，秉叔來不及剎車就撞上去了，秉叔下車一看發現被撞車輛的後備箱有血跡，直覺告訴他這是人血，於是他用手帕沾了一些。車主是一個叫柱子的警察，他解釋說是一隻鹿撞了自己的車。
這個說法顯然沒有說服秉叔，他給對方留了名片，立即用手機錄下這件事，憑藉自己做獸醫的便利條件，秉叔很快化驗出那些血跡果然是O型人血。
於是秉叔匿名向警察舉報了此事，第二天警局同事告訴了柱子，他們顯然不相信是柱子幹的，還以為是惡作劇全都笑了起來。
柱子按照名片號碼給秉叔打了電話，試探出確實是他報的案，他仍然謊稱車上是鹿血，秉叔知道警察不可靠，決定自己調查。
他根據多年的犯罪經驗，很快找到了被柱子拋棄的屍體，之後又通知警察去驗屍。柱子這才知道自己碰上了硬茬。於是他決定想辦法接近秉叔除掉他。在去秉叔的獸醫店偶然認識了恩熙，很快取得了恩熙的信任和好感，於此同時秉叔的病情更加嚴重了，頻繁出先幻覺，他到修道院看望姐姐，姐姐告訴他除掉父親的選擇是正確的。
第二天秉叔參加完詩歌班，又被金髮姐強行蹭車，車上他突然看見柱子跟恩熙在一起逛街。但此時秉叔病發，突然忘記了柱子的身份，還把柱子當成了恩熙的新男友。
但後來他根據錄音發現柱子來著不善，他先找到朋友老萬，讓他拜託調查那條沾血的手帕，之後又到警察局找柱子算帳，告訴他自己已經知道他就是那個連環殺人犯，警告他不許靠近恩熙。
之後秉叔回家加強鍛鍊，還自製了毒針，準備跟柱子決一死戰。但是他在跟蹤柱子的過程中又病發失憶，還把他當成準女婿帶回家，有說有笑的聊天。
老萬告訴他手帕上的不是人血而是狍子血，秉叔徹底懵逼。而他頻繁出現的幻覺中，似乎指出最近的案件都是他自己犯下的，劇情在現實和幻覺中不斷切換，到底真想是什麼呢？？？一天晚上柱子不請自來，他告訴秉叔自己早從秉叔的電腦中看到了他以前的事，知道他們是同道中人，他換掉了帶血的手帕，刪掉了電腦裡關於他的信息。還讓他看了自己幹掉金髮姐的錄像，想將一切推到秉叔身上，秉叔擔心恩熙的安全，於是強行把女兒送上計程車，讓她到姐姐的修道院避難。
送走恩熙之後，秉叔拿著錄像機找到老萬，說柱子殺了金髮姐。柱子卻反戈一擊，拿出秉叔和金髮姐的通話記錄，說人是秉叔殺的，他還可能殺掉了恩熙，秉叔說恩熙已經送去了姐姐的修道院，然而柱子卻說秉叔的姐姐早就死了。秉叔駕車來到修道院，只看到一片廢墟，他終於想起姐姐在他殺完父親之後就上吊自殺。
他也想起，他最後一次殺掉的女人，就是自己劈腿的前妻。本來也準備殺掉不是自己親生女兒的恩熙，卻在半路出了車禍。秉叔想到這裡，自己也相信了自己就是殺害金髮姐和恩熙的兇手，他準備自我了斷，然而在刀架脖子的一瞬間，秉叔聽到錄影機中放出柱子威脅他殺掉恩熙的錄音，原來那那天晚上柱子和他的對話是真實記憶，之後他幻想把恩熙送去修道院，結果親手將恩熙送上了柱子的車。
秉叔把錄音發給老萬，然後自己一人找到了柱子家，卻被柱子幹掉。之後，柱子告訴被他綁架的恩熙，自己反抗家暴的父親被母親打破頭骨，之後殺掉父母成為一名連環殺人犯，最後秉叔及時趕到，用事先準備好的毒針殺死了柱子救下恩熙，之後被送進精神病院。
然而鏡一轉，出院後的秉叔來到了一個鐵道旁，電影就在這裡結束了。這步電影是一個開放式的結局，被觀眾解讀出很多版本，有人認為整個案件就是秉叔一人所為，而柱子只是一個他思維的一個映射，所以柱子的經歷與他十分相似。也有人認為恩熙並不存在，柱子就是年輕的秉叔，而正是多種解讀的結局，才讓燒腦片有自己的獨特魅力。