文静少女麦克斯（泰莎·法米加TaissaFarmiga饰）和妈妈（玛琳·阿克曼MalinAkerman饰）相依为命，她的妈妈是一位小有名气的B级恐怖片演员。虽然妈妈一直希望闯出名头，但是却命运多舛，始终名不见经传。在一次失败的试镜过后，麦克斯和妈妈遭遇一场严重的车祸，而妈妈也在这场灾难中去世。三年后，母亲的忌日当天，一群好友约上麦克斯去影院重温妈妈的经典营地恐怖片。可是观影途中突发意外，大火引起莫大的混乱。当麦克斯再度醒来时，发现自己和好友竟然穿越来到了母亲的电影之中。随后的九十多分钟里，他们将随同逝去的母亲一同经历可怕的营地血腥大屠杀……

马克斯·卡特赖特 (Max Cartwright) 正在等待，而她的演员母亲阿曼达 (Amanda) 正在试镜一部电影。阿曼达回来后抱怨说，她只会在 1986 年的恐怖电影《血腥营》中扮演尖叫女王南希，这是一部邪教经典。回家途中，两人遭遇车祸，阿曼达身亡。

三年后，在她母亲去世的周年纪念日，麦克斯正在与她的朋友格蒂和克里斯一起学习。格蒂的同父异母的兄弟邓肯是一名恐怖电影狂热分子，他出现并说服麦克斯参加《血洗营 1》和《血洗营2》的特别双片放映。在放映时，麦克斯发现维基，克里斯占有欲极强的前女友，也是她以前最好的朋友，也在场。电影放映期间，剧院意外失火。为了安全，麦克斯在屏幕上切了一个洞，一行人走了过去。

麦克斯、克里斯、格蒂、邓肯和维基在树林里醒来。他们遇到一辆面包车，车上载着血腥营地的人物，向他们询问前往营地的方向。面包车每 92 分钟开出一次，一行人意识到自己处于时间循环之中，不知何故被传送到了电影中。当货车再次回来时，这群人冒充新的营地辅导员并搭便车前往营地。他们让前几起谋杀案在没有干涉的情况下发生。电影中的反派、挥舞砍刀的杀手比利·墨菲发现了他们，但只是盯着看，没有攻击。邓肯试图与比利自拍，却被刺伤，这让人们不再相信他们会因为不是电影角色而幸免于难。

该小组试图阻止演员们发生性关系，每当有人发生性关系时，比利就会出现。克里斯分散了科特的注意力，而麦克斯则说服南希保持处女之身。维基与电影中的“最后的女孩”保拉保持着联系，而格蒂则与布莱克建立了亲密的关系。当格蒂提起比利的话题时，辅导员们意识到比利的“都市传说”是“真实的”，并且会来杀掉他们。辅导员们惊慌失措，试图逃跑。科特和宝拉开车离开，但当邓肯还活着时，汽车撞到了他，然后撞上了图腾柱，三人全部遇难。

现在意识到最初在电影中幸存下来的角色可能会死，麦克斯和其他人决定尽可能地拯救任何人。他们给蒂娜穿上救生衣和手套，防止她脱衣服。他们还决定将仅存的处女麦克斯作为新的“最终女孩”，并密谋将比利的砍刀交到她手中，这样她就可以杀死他并结束电影。与此同时，麦克斯和南希结下了不解之缘，并推测如果南希活下来，她就可以和麦克斯一起回家，成为任何她想成为的人。

这群人在小屋里设置了陷阱，然后蒂娜通过脱衣舞引诱比利到他们身边。当比利靠近时，蒂娜惊慌失措，绊铁丝意外地将蒂娜的头撞进了捕熊陷阱，蒂娜因此丧命。布莱克、维基和格蒂也在与比利的战斗中丧生。克里斯、南希和麦克斯逃离小屋，比利追赶他们。他们试图逃离闪回，但克里斯被刺伤，比利绑架了南希。麦克斯在比利的谷仓藏身处找到了她，两个女人与他打斗，结果麦克斯被刺伤，然后两人都逃跑了。

两人回到教堂后，麦克斯告诉南希，在现实世界中她是麦克斯的母亲。南希意识到，为了让麦克斯成为真正的“最终女孩”，她必须牺牲自己，两人含泪告别，然后南希用脱衣舞引诱比利并被杀。麦克斯崩溃了，但现在她成为了最后的女孩，她醒来后拥有杀死比利的力量。他们打斗起来，她最终用他自己的砍刀砍下了他的头。受伤的克里斯到来，两人接吻，而《血洗营》的片尾曲在天空中播放。

麦克斯醒来发现自己在医院，并与朋友们团聚。一行人听到比利·墨菲的伴奏曲调，意识到自己身处《血洗营 2：残酷夏天》中。当标题出现时，比利冲破了医院的玻璃门，马克斯向比利猛扑过去。