《二次曝光》讲述宋其（范冰冰 饰）在10岁时目睹了其生母（孔维 饰）被人杀死，后与其生母关系不一般的一位律师刘建（方励 饰）收养了她。在宋其成长的过程中，她与刘建的亲生儿子刘东（冯绍峰 饰）产生感情。之后，她的养父在调查宋其母死因的路上因一起车祸意外死亡。

这起意外事件，令宋其发现她的生父原来没有死……多年后，宋其与刘东供职一家美容院，偶然间她发现，刘东与其闺蜜小西（霍思燕 饰）偷情的事实。盛怒下，宋其杀死了小西，开始逃亡之旅，并在路上撞死了一位负责此案调查的警官刘建。精神崩溃的宋其最后选择了自首，警方介入调查后才发现，小西并没有死，而警官刘建也根本不存在……童年的创伤，令宋其产生了幻觉，并在其幻觉世界里，以自己为主角，又重演了一遍母亲被杀、养父死亡的悲剧人生……