《二次曝光》講述宋其（范冰冰 飾）在10歲時目睹了其生母（孔維 飾）被人殺死，后與其生母關(guān)系不一般的一位律師劉建（方勵 飾）收養(yǎng)了她。在宋其成長的過程中，她與劉建的親生兒子劉東（馮紹峰 飾）產(chǎn)生感情。之后，她的養(yǎng)父在調(diào)查宋其母死因的路上因一起車禍意外死亡。

這起意外事件，令宋其發(fā)現(xiàn)她的生父原來沒有死……多年后，宋其與劉東供職一家美容院，偶然間她發(fā)現(xiàn)，劉東與其閨蜜小西（霍思燕 飾）偷情的事實。盛怒下，宋其殺死了小西，開始逃亡之旅，并在路上撞死了一位負(fù)責(zé)此案調(diào)查的警官劉建。精神崩潰的宋其最后選擇了自首，警方介入調(diào)查后才發(fā)現(xiàn)，小西并沒有死，而警官劉建也根本不存在……童年的創(chuàng)傷，令宋其產(chǎn)生了幻覺，并在其幻覺世界里，以自己為主角，又重演了一遍母親被殺、養(yǎng)父死亡的悲劇人生……