ゴルフクラブを振り回すクリスティンを落ち着かせようとしたコットンは、背後から迫るゴーストフェイスのことを知らせようとするものの、彼女に殴られてしまう。
クリスティンを刺したゴーストフェイスはコットンにも襲い掛かり、彼を刺殺する。
人里離れた一軒家で暮らしていたシドニーは、自分と同じような悩みを持つ女性を相手に電話カウンセラーをしていた。
ジャーナリストとして活躍を続けていたゲイル・ウェザーズ（コートニー・コックス）は、講演を終えた会場で、現れたロサンゼルス市警のマーク・キンケイド（パトリック・デンプシー）から、コットンが殺されたことを知らされる。
死体のそばにあった写真を見せられたゲイルは、それがシドニーの母親モーリーン（リン・マクレェ ）であることをマークに伝える。
同じ頃シドニーは、コットンが殺害されたことをニュースで知り動揺する。
ウッズボロー事件を基にしたホラー映画シリーズ”スタブ3”の撮影が続く中、事件の関係者でもあるコットンがカメオ出演していたため、制作会社サンライズ・スタジオには報道陣が詰めかける。
プロデューサーのジョン・ミルトン（ランス・ヘンリクセン）と重役（ロジャー・コーマン）、そして”スタブ3”の監督ローマン・ブリッジャース（スコット・フォーリー）は、コットン殺害事件の騒動について語り合う。
出演者であるシドニー役のアンジェリーナ・タイラー（エミリー・モーティマー）、デューイ役のトム・プリンズ（マット・キースラー）、キャンディ役のサラ・ダーリング（ジェニー・マッカーシー）、ランディ役のタイソン・フォックス（デオン・リッチモンド）も今回の事件について話し合う。
スタジオに隠しカメラを持ち込んだゲイルは、自分役のジェニファー・ジョリー（パーカー・ポージー）から声をかけられ、その場にいたドュワイト”デューイ”ライリー（デヴィッド・アークエット）に再会する。
デューイが映画のテクニカルアドバイザーを務めていることを知ったゲイルは、トムがデューイ役だと知り笑ってしまう。
コットンの死体のそばにモーリーンの写真があったことをデューイに伝えたゲイルは、それを知っていた彼から、一人でいたいシドニーにはカメラを向けるなと警告する。
カメラを隠し持っていることをデューイに知られたゲイルは、ミルトンに追い払われる。
訪ねてきた父ニール（ローレンス・ヘクト）から、殻に閉じこもらず、そろそろ家に戻ったらどうだと言われたゲイルは、居場所を知られなければ殺されないと伝える。
その後、居間で眠っていたシドニーは、母モーリーンが現れ、ゴーストフェイスに襲われる悪夢を見る。
翌日、ローマンに呼ばれたサラは、彼のオフィスで待っていたところに電話がかかる。
電話をかけてきたローマンから遅れると言われ、役作りのチェックをその場で始めたサラだったが、突然、相手の声が変わり脅される。
怯えるサラは外に出ようとするが、誰かが現れたために部屋に隠れる。
ゴーストフェイスの衣装が並ぶ場所で電話をかけたサラは、つながらないために焦る。
その場に潜んでいたゴーストフェイスに襲われたサラは、抵抗するものの刺殺される。
ゲイルと話をしたデューイは、仕事に没頭し過ぎる彼女に、以前の君が好きだったと伝える。
自分の役を演ずるジェニファーとデューイの関係を、ゲイルは気にする。
ウッズボローの警察署の資料室に何者かが侵入し、シドニーの資料を盗もうとしたことをゲイルに話したデューイは、自分が移動させてあったために盗まれずに済んだと伝え、ジェニファーから呼び出さる。
ついて来たゲイルと共にジェニファーに会ったデューイは、サラがスタジオで殺されたことをボディガードのスティーヴ・ストーン（パトリック・ウォーバートン）から知らされる。
コットンとサラが、映画の中で殺される順番と同じだということにデューイは気づく。
三番目は自分だとジェニファーから言われたゲイルは、”スタブ3”では自分が死ぬことを知る。
すぐ側にあるトレーラーハウスにデューイが住んでいることを知り驚いたゲイルは、ジェニファーから信頼されていると言われてる。
デューイは、ジェニファーをスティーヴに任せて殺人のあったスタジオに向かう。
相棒のウォレス（ジョシュ・パイス）と共に現場を調べたマークは、再び死体のそばにモーリーンの写真が置かれていたことを知り、呼び出したゲイルに協力を求める。
映画で次に死ぬのがゲイルだとデューイから言われたマークは、脚本は3通りあり、次に死ぬ者もそれぞれ違うと話し、犯人が読んだのがどれかを考える。
撮影は中止となり、サラが殺される前に電話で呼び出し、打ち合わせをしたことをマークとウォレスから訊かれたローマンは、それを否定する。
警察署で話しを聞くと言われたローマンは、仕方なくそれに従う。
カウンセリング相手と話したシドニーは母モーリーンだと言われ、テレビをつけるよう指示され、”スタブ3”の関係者に二人目の犠牲者が出て、製作は中止されることを知る。
電話の声は犯人に変わり、これで終わりだと思うかと言われたシドニーは銃を手にして警戒する。
ジェニファーの家に向かったゲイルは、一緒にいた彼女とデューイの話を聞いていたが、スティーヴに見つかってしまう。
それを知らされたデューイはゲイルと話し、ローマンが釈放され、サラへの電話は彼の携帯電話ではなくクローンだったと言われる。
モーリーンの写真を見せたゲイルは、20歳くらいの彼女が、夫と出会う前に町を出ていた時期に写されたものであることを伝え、写真の存在理由が分からないとデューイに伝える。
背景に見覚えがあったため、ジェニファーの写真を確認したデューイは、それがスタジオで撮られていたことに気き、モーリーンが、当時その場で働いていたと考える。
トレーラーハウスを調べていたスティーヴはデューイから電話を受けて、ジェニファーについているよう指示されるが、現れたゴーストフェイスに襲われ、抵抗するもののナイフで刺される。
誰もいない部屋に突然、ジェニファーとアンジェリーナとトムが現れたために驚いたデューイとゲイルは、瀕死のスティーヴが入口まで歩いて来て倒れたため、彼が死んだことを確認する。
家に逃げ込み入り口を閉めたデューイらは、監禁された自分達の運命がFAXで送られてきたことに気づく。
外に出た5人だったが、マットが部屋に戻りFAXを読む。
停電していたために、FAXを読もうとしたマットがライターを点けた瞬間、ガスが充満していたその場は爆発する。
家は木っ端微塵となり、デューイらは吹き飛ばされて土手を転げ落ちる。
ゲイルの声を聴いたデューイは、彼女に襲い掛かるゴーストフェイスを銃撃する。
銃弾を受けたはずのゴーストフェイスは姿を消し、デューイに救われたゲイルは彼にキスしようとする。
それを見たジェニファーは、自分を優先して守らなかったデューイを殴る。
ゲイルはジェニファーを殴り倒し、無事だったアンジェリーナは、トムが死んだことで動揺する。
その場にモーリーンの写真が落ちていたことに気づいたデューイは、裏に書かれていた”自分が彼女を殺した”という文字を確認する。
警察署に向かい、モーリーンを殺害したのはビリーとスチュワートだったことマークに話したゲイルは、シドニーがコットンを犯人だと証言して刑務所に送ったため、彼女が何かを知っているはずだと言われる。
シドニーの居場所をマークから訊かれたデューイは、居場所は知らないと伝える。
マークが納得しないため、仕方なくシドニーと連絡を取ったデューイは、彼女がその場に現れたために驚く。
デューイから危険だと言われたシドニーは、既に犯人から電話があり、見つかっていることを伝える。
マークの部屋に向かいゲイルとの再会を喜ぶシドニーは、犯人から電話があったことを知らせる。
デューイが誰かに携帯電話を貸したために、シドニーのことが犯人に知られたという話になり、デューイは、ジェニファーとマークに電話を貸していた。
その場に貼ってあった母モーリーンの写真を見たシドニーは、それが”スタブ3”のスタジオで撮られたものだと知らされる。
母が女優かモデルをしていたことがあるかゲイルから訊かれたシドニーは、知らないと答えて、写真が撮影された場所に向かう。
その場にランディ・ミークス（ジェイミー・ケネディ）の妹マーサ（ヘザー・マタラッツォ）がいたために驚いたシドニーらは、彼女からビデオを見せられる。
死を覚悟していたランディが皆にヒントを与えるビデオを見たシドニーらは、今回の事件は3部作の完結編だと言う彼の映像を確認する。
出発点に戻り前提が間違っていたことを暴く必要があると言うランディは、葬ったはずの小さな過ちが大事につながると伝え、ルールに従えば誰かが死ぬと語り映像は終わる。
マーサはその場を去り、シドニーとデューイに他の写真の場所を探すよう指示したゲイルは資料室に向かう。
そこにジェニファーが現れ、二人でその場に入ったゲイルは、”スターウォーズ”のレイア姫にそっくりのビアンカ（キャリー・フィッシャー）に、モーリーンの写真を見せて情報を入手したいことを伝える。
モーリーンの芸名”リナ・レイノルズ”の資料を探したビアンカからそれを見せられたゲイルとジェニファーは、モーリーンがミルトンの作品であるホラー映画に出演したことを知る。
トイレに行ったシドニーは、その場に誰かがいることに気づき警戒するが、それはアンジェリーナだった。
自分の役を演ずるアンジェリーナが、ゴーストフェイスのマスクを記念だと言って持っていることを気にしたシドニーは、彼女が鏡を落していったために後を追う。
ウッズボローの町のセットに入ったシドニーは、その場でゴーストフェイスに襲われる。
それを逃れたシドニーは、母モーリーンの声に誘われて惨殺現場に向かい、怯えて窓から落下し、デューイに助けを求める。
そこに現れたデューイは、殺人鬼と母が中にいると言われ、内部を警備員が調べる。
シドニーはマークと共に警察署に向かい、ゲイルとジェニファーは、モーリーンがミルトンの3本のホラー映画に出演したことをデューイに話す。
ローマンと話していたミルトンは、現れたジェニファーらからモーリーンのことを訊かれ、彼女を知っていることは認める。
1970年代のパーティーで、役を求めるモーリーンが食い物にされて、ハリウッドのルールを破ったことが問題だったと話す。
マークから母の話を訊かれたシドニーは、次々と違う面が現れて戸惑ったと話し、スタジオに戻る彼からセットで見た犯人は本物だろうと言われる。
署に向かおうとしていたデューイはシドニーからの電話を受け、ミルトンに呼ばれたため、マークらと共に会いに行くと言われる。
ミルトンの屋敷に向かったデューイらは、その場にいたローマン、アンジェリーナ、タイソンに迎えられるが、シドニーは呼んでいないと言われる。
1970年代に使った秘密の試写室があるはずだと言うローマンは、ジェニファーと共にそれを探すために地下室を調べる。
シドニーが現れないため着信履歴に電話をしたデューイは、その場で呼び出し音が鳴る携帯電話とゴーストフェイスのマスク、そしてボイス変換器を見つける。
犯人が屋敷内にいると考えたデューイとゲイルは、手分けをしてローマンらを捜す。
デューイはタイソンを見つけて、銃を渡されたゲイルは地下室に向かう。
棺桶の中のローマンの死体を見つけたゲイルは、その場にいたジェニファーと共に地下室を出て、アンジェリーナと出くわす。
ローマンが死んだことを知ったアンジェリーナは動揺し、一人で逃げると言ってその場を去ろうとする。
引き止めるゲイルとジェニファーに、ミルトンと寝てまで役を掴んだにも拘らず映画は中止となり、二流の芸能人と心中する気はないと言って、アンジェリーナは姿を消す。
アンジェリーナはゴーストフェイスに襲われたためにゲイルとジェニファーは驚き、二人はそれをデューイに知らせるが、ゴーストフェイスに襲われる。
デューイはゴーストフェイスに傷つけられ、タイソンは刺されて追われ、二階から落下して死亡する。
逃げるジェニファーは、マジックミラー越しにデューイに助けを求めるが、ゴーストフェイスに刺殺される。
タイソンを捜しに行ったデューイと別れたゲイルは、ゴーストフェイスに襲われて地下室に逃げる。
ゲイルからの電話を受けたデューイは地下室に向かい、ゴーストフェイスが投げたナイフが頭部に当たり階段を転げ落ちる。
ゴーストフェイスは、気を失ったデューイとゲイルにナイフを向ける。
マークの部屋にいたシドニーは、彼が集めていた自分の資料に気づく。
犯人からの電話を受けたシドニーは、デューイとゲイルが人質に取られていることを知り、来るようにと言われる。
拳銃を探したシドニーはミルトンの屋敷に向かい、プールの前で死んでいるタイソンを見つける。
犯人からの電話で、その場にあった金属探知機を使い拳銃を持っていることを知られたシドニーは、それをプールに捨てるよう指示される。
拘束されているデューイとゲイルを助けようとしたシドニーは、襲い掛かってきたゴーストフェイスに殴られるものの、隠し持っていた拳銃で銃撃する。
ゴーストフェイスが消えたことに気づいたシドニーは、現れたマークに銃を向ける。
マークは、ゴーストフェイスに襲われて叩きのめされる。
発砲したシドニーは、弾が切れたたためにゴーストフェイスを誘き寄せ、その場から逃げて書斎に入りドアの鍵を閉める。
隠し部屋を見つけたシドニーはそこに入り、母モーリーンの声と共にゴーストフェイスが現れる。
防弾チョッキを着ていたことをシドニーに知らせたゴーストフェイスは、捜していたモーリーンを4年前に見つけたことを話しマスクを取る。
犯人だったローマンから異父兄であることを知らされたシドニーは、母に無視された彼が、監視映像を撮り、コットンやビリーの父親の不倫を記録に撮り、これまでの犯人を操っていたことを知る。
拘束を逃れたデューイとゲイルは、傷ついたマークの無事を確認して、彼の銃を手にしてシドニーを捜す。
捕えていたミルトンを憎むようにとシドニーに伝えたローマンは、彼女を犯人にしようとする。
ミルトンを刺したローマンは、自分の人生を台無しにしたと言ってシドニーに襲い掛かる。
シドニーは叩きのめされ、デューイは電気をショートさせて明かりを消す。
その場に現れたマークを殴り倒したローマンは、ナイフを手にしたシドニーを銃撃する。
シドニーが姿を消したことに気づいたローマンは、彼女の携帯電話に電話をして居場所を知ろうとする。
アイスピックでローマンを刺したシドニーは、自分も防弾チョッキを着ていたことを知らせる。
母親は生き返らせることができない、映画を撮るだけだとローマンから言われたシドニーは、それが”スタブ3”だと確認しながら、彼の心臓をアイスピックで突き刺す。
そこにデューイとゲイルが現れ、マークの無時を確認し、犯人がローマンだったことを知る。
シドニーは、兄ローマンの手を握りしめながら死を見届ける。
殺人鬼は超人だと言うデューイは、起き上がったローマンを銃撃する。
頭を撃つようにとシドニーから言われたデューイは、ローマンの頭部を銃撃する。
その後、平穏な生活に戻ったシドニーの様子を見守るデューイは、ゲイルの著書にサインを求める。
それに応じたゲイルは、本の中にあった婚約指輪を見て驚き、デューイからプロポーズされる。
訪れていたマークも加わり、デューイとゲイルと共に映画を見ることになったシドニーは、入り口のドアが開いたことに気づくが、そのままにして居間に向かう。
