1969年のシアトルで、法律家のテッド・バンディ（ザック・エフロン）は、若い秘書で離婚した母親、エリザベス「リズ」ケンドール（リリー・コリンズ）に出会いました。 1974年、ニュースでは、白昼堂々とサマミッシュ湖で失踪した2人を含む、複数の若い女性の最近の殺人事件が報じられる。テッドに似た男が、フォルクスワーゲンビートルにヨットを積むのを手伝ってほしいと女性に頼む姿が何人かに目撃された。 その犯人の似顔絵が公開され、何百もの電話の後、テッドは翌年逮捕される。
キャロル・ダロンチ（グレース・ビクトリア・コックス）という若い女性は、警察のラインナップからテッドを選び、彼女が何とか逃げる前に彼が誘拐して殺すと脅したと主張する。 テッドは保釈され、新聞でテッドの記事を読んで動揺しているリズのもとに帰ってくる。 テッドは、キャロルに彼の写真を事前に見せていたため、彼に見覚えがあると説明し、自分がハメられたと思うと言う。 4日間のベンチトライアルの結果、テッドは加重誘拐の罪で有罪となり、ユタ州刑務所で最低1年から最高15年の刑に処せられる。
数週間後、コロラド当局がテッドをキャリン・キャンベル殺害の罪で告訴し、彼は1977年にコロラド州アスペンに移される。 リズはテッドが有罪であることを信じようとせず、この出来事が彼女を苦しめ始め、その結果、彼女は大量に酒を飲むようになる。 ピトキン郡裁判所にいる間、テッドは自分の弁護士を務めることを選択し、そのため手錠や足かせの着用が免除される。 休廷中、テッドは2階の窓から飛び降り、町中を走って山へ逃げるが、6日後に捕まる。
リズはテッドを訪ね、二人の関係を終わらせる。 その後、独房の天井に四角いのこぎりを入れて再び脱走する。 フロリダ州立大学で女子学生寮の女性2人が殺害され、さらに3人が襲われる。 逮捕されたTedはLizに連絡を取ろうとするが、彼女から電話を切られてしまう。 そんな彼のもとに、彼に心酔する女性たちが集まり始め、中には彼を愛していると言う女性もいた。 テッドはまた、彼が無実であると信じている旧友、キャロルアンブーン（カヤScodelario）が訪れていると、彼の今後の殺人trial.
裁判前の司法取引はバンディが死刑の代わりに75年の実刑判決と引き換えに、2つの女子学生クラブの女の子、リサレビとマーガレットボウマン、および12歳のキンバリーリーチを殺すために有罪を認めるであろうで交渉されていますが、彼は拒否します。 テッドとキャロル・アンは、彼女が定期的に彼を訪ねることで親密になり、2人は交際を始めるが、テッドはテレビで彼の裁判を見守るリズに手を差し伸べ続ける。 1975年、シアトル当局にテッドの名前を教えたのは自分だという罪悪感を抱いている。 その後、テッドは裁判の途中でキャロル・アンにプロポーズし、結婚する。
法廷では、テッドの歯型とレヴィの尻に残った噛み傷の印象が一致するなど、決定的な物的証拠が提出される。 陪審員は7時間以内に、テッドにレヴィとボーマンの殺人、3件の第一級殺人未遂、2件の強盗の罪を宣告する。 裁判長エドワード・コワート（ジョン・マルコヴィッチ）は、殺人罪に対して死刑を宣告し、感電死させる。
10年後、リズはテッドから手紙を受け取り、刑事から渡された写真を持って彼を訪ねる。 彼女は真実を求めるが、テッドは殺人との関わりを否定し続け、無実を主張する。 そして彼女はテッドに、首を切られた被害者の現場写真を見せ、彼はついに、面会室の窓の露に「のこぎり」と書いて彼女の首を切り落としたことを認める。 リズはショックで刑務所を出るが、外で新しい夫ジェリー（ヘイリー・ジョエル・オスメント）と10代になったモリーに出会い、やっと大丈夫だと宣言する。
映画が終わると、記録映像や画面上のテキストに、テッドは1989年1月に42歳で処刑されたと表示される。 テッドは処刑の数日前に30件以上の殺人を自供しており、彼の遺灰は多数の犠牲者の遺骨を預けていたカスケード山脈に撒かれた
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