Abertura: O Banheiro da Morte
O filme começa em um banheiro abandonado e imundo. Adam Faulkner (Leigh Whannell) desperta dentro de uma banheira, quase se afogando, até conseguir sair da água. Aos poucos, percebe que está acorrentado pelo tornozelo a um cano enferrujado. Do outro lado do banheiro, encontra Dr. Lawrence Gordon (Cary Elwes), também preso com uma corrente no tornozelo. Entre os dois, no chão, jaz o corpo ensanguentado de um homem aparentemente morto, com uma arma na mão e a cabeça estourada.
A Descoberta das Regras
Adam e Lawrence exploram o local e encontram fitas cassete dentro de seus bolsos. Cada um possui uma gravação com instruções do misterioso Assassino do Quebra-Cabeça (Tobin Bell), conhecido como Jigsaw. As mensagens revelam o jogo mortal: Adam deve escapar, enquanto Lawrence tem até à s 18h para matar Adam — caso contrário, sua esposa e filha serão assassinadas. No chão, encontram também uma caixa com serras enferrujadas, mas logo percebem que não servem para cortar as correntes — e sim para algo ainda mais terrÃvel: cortar os próprios pés.
O Passado do Dr. Gordon
Flashbacks revelam a vida do Dr. Lawrence Gordon. Ele é um médico bem-sucedido, mas distante da famÃlia. Sua esposa Alison Gordon (Monica Potter) e a filha Diana (Makenzie Vega) sentem sua ausência. Ao mesmo tempo, Lawrence havia sido suspeito em uma investigação policial anterior contra o Jigsaw, pois seu canivete fora encontrado em uma cena de crime. Os detetives David Tapp (Danny Glover) e Steven Sing (Ken Leung) o interrogaram, mas ele foi liberado por falta de provas. Ainda assim, a ligação dele com os jogos não parecia mera coincidência.
A Obsessão do Detetive Tapp
Em outro flashback, vemos os detetives descobrindo um dos esconderijos de Jigsaw. Dentro, encontram um homem preso em uma armadilha com brocas giratórias apontadas para sua cabeça. Eles conseguem salvá-lo no último segundo. Pouco depois, Tapp e Sing perseguem Jigsaw em seu covil. Durante a perseguição, Sing é morto por uma armadilha de espingarda, e Tapp leva um golpe profundo na garganta, mas sobrevive. Desde então, Tapp se torna obcecado em capturar Jigsaw, passando a vigiar Lawrence dia e noite, acreditando que ele era cúmplice.
Os Jogos Mortais Anteriores
Enquanto Adam e Lawrence tentam entender sua situação, flashbacks mostram outras vÃtimas de Jigsaw. Uma delas é Amanda Young (Shawnee Smith), uma jovem viciada em drogas. Ela acorda com um aparato preso à cabeça — a famosa Armadilha de Urso Invertida. A gravação informa que ela deve abrir o estômago de um homem sedado e recuperar a chave implantada lá dentro, caso queira sobreviver. Amanda consegue matar o homem e retirar a chave, escapando no último segundo. Mais tarde, ela confessa à polÃcia que Jigsaw a "salvou", fazendo-a valorizar sua vida.
O Tempo se Esgota
De volta ao banheiro, Adam e Lawrence começam a desconfiar um do outro. Adam revela que é fotógrafo e que estava espionando Lawrence antes de ser sequestrado. Ele mostra fotos que tirou do médico, inclusive uma em que Lawrence está com sua famÃlia. Isso abala o doutor, que se desespera com a possibilidade de sua esposa e filha estarem nas mãos do assassino.
Enquanto isso, vemos Alison e Diana presas em casa, mantidas reféns por Zep Hindle (Michael Emerson), enfermeiro do hospital onde Lawrence trabalha. Ele segue instruções de Jigsaw, mantendo as duas sob a mira de uma arma e observando o relógio, pronto para matá-las se Lawrence falhar.
A Revelação de Adam
Adam lembra do momento em que foi sequestrado: em seu estúdio fotográfico, enquanto revelava fotos de Lawrence. Ele é atacado por uma figura mascarada com o icônico disfarce de porco usado por Jigsaw, e acorda no banheiro. Lawrence também recorda de como foi surpreendido após sair do hospital, antes de ser aprisionado. Ambos percebem que foram manipulados e que tudo foi meticulosamente planejado.
O Desespero de Lawrence
À medida que o prazo se aproxima, Alison consegue se soltar parcialmente e luta contra Zep, ligando para o marido durante o confronto. Lawrence ouve os gritos desesperados ao telefone e acredita que sua esposa e filha foram mortas. Em completo desespero, ele toma a decisão extrema: usa a serra para amputar o próprio pé, livrando-se da corrente. Ele rasteja até a arma no meio do banheiro, determinado a cumprir a ordem de matar Adam para salvar sua famÃlia.
O Confronto com Zep
Paralelamente, o detetive Tapp invade a casa de Lawrence, tentando salvar Alison e Diana. Há um confronto com Zep, que consegue fugir em direção ao banheiro onde Adam e Lawrence estão. Lawrence, já fraco pela perda de sangue, dispara contra Adam, mas o tiro não é fatal. Em seguida, Zep entra no banheiro para "finalizar o jogo". Adam, ferido, consegue surpreendê-lo, atacando-o com um vaso de porcelana e espancando-o até a morte.
A Verdade Chocante
Exausto, Adam procura nas coisas de Zep e encontra mais uma fita cassete. Ao ouvir a gravação, descobre que Zep não era o verdadeiro assassino — ele também era apenas mais uma vÃtima, forçada a agir sob ameaça de veneno em seu corpo, controlado por Jigsaw.
De repente, o corpo no chão do banheiro, que parecia estar morto o tempo todo, se levanta. É John Kramer (Tobin Bell), o verdadeiro Assassino do Quebra-Cabeça. Ele revela que esteve ali observando todo o jogo de perto. Lawrence, desmaiado, não vê a cena, mas Adam entra em choque ao perceber que Jigsaw sempre esteve dentro da sala.
O Final do Jogo
John Kramer explica friamente sua filosofia: não mata diretamente suas vÃtimas, mas cria situações nas quais elas precisam decidir se merecem viver, forçando-as a fazer sacrifÃcios extremos. Antes de sair, ele olha para Adam e diz a frase marcante: "Game Over". Em seguida, fecha a porta de ferro do banheiro, trancando Adam no escuro, desesperado e gritando por socorro.
O filme termina de forma sombria, com Adam condenado a morrer ali dentro, e Jigsaw desaparecendo lentamente, deixando apenas a sensação de horror e impotência.