Сюжет
Фильм открывается сценой, которой закончилась «Пила 2» — детектив Эрик Мэтьюз пытается освободиться от цепи, надетой на его ногу. Он ухитряется добраться до своего фонарика и в его свете видит отрезанную ногу доктора Гордона из первой части. Понимая, что это — его единственный выход, он всё же не может сделать этого. Однако потом он ломает ногу крышкой от бачка унитаза, в котором в первой части были спрятаны ножовки, и освобождается от цепи.
Офицер Ригг зовет Кэри на место очередного преступления, где мы впервые встречаем детектива Марка Хоффмана. Кэри думает, что увидит в убитом Эрика, но на его месте оказался Трой, который, по словам Конструктора, не ценил привилегии, дарованные ему при рождении, и вновь и вновь возвращался за решётку. Конструктор считает, что неволя Трою приятнее свободы и предлагает ему шанс раз и навсегда избавиться от цепей. Однако это выражение отнюдь не фигурально — Трой прикован цепями за различные части тела (кожа на руках, ногах, цепь через губу и так далее). Ему нужно освободиться от цепей за то краткое время, пока идёт отсчёт таймера бомбы. Трой пытается освободиться и это ему почти удаётся, но поскольку таймер был запущен до того, как он очнулся, и одна из цепей была продета сквозь его нижнюю челюсть — он не успевает освободиться и бомба взрывается.
Кэри говорит Риггу, что Мэтьюз до сих пор снится ей в кошмарах, она винит себя в его гибели, но Ригг пытается убедить её, что она ни при чём.
Кэри замечает несоответствие почерка убийцы почерку Пилы — тот всегда давал жертве возможность выжить, тогда как у Троя такой возможности не было — дверь в комнату была заварена, он бы не смог выбраться, даже если бы прошёл испытание.
У себя дома Кэри, смотрясь в зеркало ванной, вдруг замечает позади себя Эрика Мэтьюза, однако тут же понимает, что это всего лишь видение. Она вновь и вновь пересматривает пленку Троя, как вдруг на экране телевизора возникают помехи, а потом транслируется изображение с камеры, установленной в её шкафу. Молниеносно она выхватывает пистолет и стреляет в дверь, потом пытается взять камеру, но в этот момент кто-то в маске свиньи нападает на неё сзади и вкалывает снотворное. Кэри засыпает.
Проснувшись, она находит себя висящей на цепях, а к её рёбрам прикреплен некий прибор (ловушка «Ангел»). Стоящий в комнате телевизор включается, и Пила говорит ей, что, как ему кажется, Кэри всеми своими действиями стремится к смерти, и чтобы выжить, она должна опустить руку в сосуд с кислотой и достать ключ от прибора, иначе он разорвёт ей грудь. Со второй попытки она делает это, снимает замок, но прибор не отстёгивается. У Керри тоже не было шанса выжить — замок был лишь видимостью и не крепился к «Ангелу». Вдруг она видит, что некто наблюдает за ней. Через несколько секунд Кэри погибает.
Далее фильм знакомит нас с Линн Денлон, хирургом. У неё сложная ситуация в жизни, брак на грани распада, что сказывается на её работе — она не стремится всеми силами помогать людям. Аманда её похищает и привозит в логово Джона, где он говорит, что ей придется сыграть в игру — любыми средствами продлить ему жизнь (у него неоперабельная опухоль мозга), пока ещё один испытуемый не пройдёт серию тестов. Если же сердце Джона остановится, то прибор, надетый на Линн, взорвёт ей голову.
У Джеффа тоже сложный период в жизни — он живёт ради мести: его малолетнего сына сбила машина, а водителю дали всего полгода. Несколько лет Джефф представляет себе, как встретится с убийцей своего сына, он забыл о дочери, ничто иное ему не интересно. Цель Пилы — дать Джеффу понять, что жизнь ради мщения саморазрушительна, и он вынуждает вступить в его игру, обещая, что в финале он встретится лицом к лицу с человеком, который в ответе за потерю его ребенка.
Среди его испытаний — встреча с женщиной, Даникой Скотт, которая была свидетелем смерти его сына, но предпочла скрыться. Она голой помещена в морозилку, и её обливают струи воды. Джефф может спасти её, а может бросить умирать. Он долго колеблется, но в итоге пытается спасти ей жизнь, однако не успевает — женщина замерзает насмерть.
Вторым испытанием является встреча с судьёй, который вынес мягкий приговор водителю. Судья захлебнется в месиве из разлагающихся свиных трупов, сбрасываемых в мясорубку, присоединённую к резервуару, где он прикован, если Джефф не сожжёт личные вещи своего сына, которые он бережно охранял даже от своей дочери, чтобы достать ключ. Джефф успевает сделать это, достает ключ и спасает судью.
Тем временем Линн делает всё, чтобы Джон не умер. Она проводит операцию на его мозге, чтобы ослабить давление опухоли на стенку черепа, и Джон удивительно быстро после такой операции идёт на поправку. В бреду его посещают видения о своей жене Джилл. Считая, что разговаривает с женой, он держит Линн за руку и говорит ей, что любит её. Это заставляет Аманду ревновать Джона к Линн и настраивает её против последней. Увидев всё это — она идёт в свою комнату и достаёт коробку, ключ от которой висит все время у неё на шее. Из коробки Аманда выкладывает предметы для самоповреждения, так как страдает от аутоагрессии. Далее берёт нож и начинает резать себе бедро. В эти моменты показывается, как Джон берёт Аманду в свои помощницы и как она помогала ему в подготовке к играм.
Следующая игра Джеффа — встреча с виновником смерти его сына, водителем Тимоти. Он привязан к устройству, которое сам Пила называет своей гордостью — это дыба. Она начнёт выворачивать руки, ноги и голову, если Джефф не сможет достать ключ, висящий на нитке, которая привязана к спусковому крючку дробовика, находящегося в прозрачном ящике. Голос на диктофоне спрашивает Джеффа, готов ли он получить пулю ради убийцы его сына? Джеффу удаётся достать ключ, не приведя к выстрелу, однако он неосторожно отпускает нить, и оружие всё-таки стреляет. На линии огня находится судья, и пуля разносит ему голову. У Джеффа не хватает времени, чтобы спасти Тимоти, и он также погибает.
По пути Джефф находит в самом начале патрон, потом пустой магазин, а в конце сам пистолет. А тем временем Аманда проявляет всё больше агрессии к Линн, и Джону приходится неоднократно останавливать её. Джон говорит Аманде, что в ящике стола для неё есть конверт с письмом, после прочтения которого у Аманды начинается истерика.
Джефф проходит свои испытания, и Джон говорит Аманде, чтобы она сняла прибор с шеи Линн и отпустила её. Аманда делать это отказывается. Джон говорит, что она подвела их к краю пропасти и, пока не поздно, лучше бы ей отступить, потому что это её последний шанс, а время на исходе. Он напоминает ей, что её игры нечестны, что у её жертв нет шанса выжить, напоминает ей об Адаме Стэнхайте, умершем после событий первого фильма, и Эрике Мэтьюзе. В ответ Аманда рассказывает Джону, что это она задушила Адама, причём из сострадания, а Эрика Мэтьюза она была вынуждена избить и бросить умирать, так как он, освободившись, напал на неё.
Джон вновь и вновь просит Аманду отпустить Линн, но та отказывается. Тем временем Джефф, вооружённый пистолетом с одним патроном, подходит к месту событий. Он зовёт Линн, она бросается к нему, и в этот момент Аманда стреляет в неё. Джон говорит, что Аманда этим выстрелом оборвала четыре жизни. Джефф подхватывает Линн на руки и стреляет в Аманду. Теперь она обречена на смерть.
Джон наконец-то открывает Аманде истинную суть его игры — игра была не только для Джеффа и Линн, но и для неё самой. Он не сказал ей, что Джефф и Линн — муж и жена, он скрыл от неё их общую трагедию, чтобы провести последнее испытание своей неверной помощницы. Аманда умирает, и Джон обращается к Джеффу. Он говорит, что тот ничему не научился, что он так же одержим местью, он предупреждает, что его жена скоро умрёт, но Джон может вызвать скорую, если Джефф откажется от мысли о мести. Джон говорит, что Джефф не убьёт его, и предлагает последнее испытание — он может отомстить Джону за всё зло, что он причинил им, или же может простить. Джефф прощает его, но тут же болгаркой перерезает ему горло, и Джон захлёбывается кровью. Из последних сил он включает диктофон, и Джефф с ужасом понимает, что же он натворил — мало того, что его жена умирает от активации прибора на её шее, но ещё оказывается, что только Джон знает, где сейчас дочь Джеффа, у которой ограниченный запас воздуха.
Фильм заканчивается утихающими криками доведённого до отчаяния Джеффа.
