绿藤市连发两发命案，受害人均为网络女主播。犯罪分子冒充外卖送餐员入室杀人，作案手段残忍血腥，女警唐悠（彭渤饰）通过一连串的数据分析，信誓旦旦的推断出主播桑楠楠就是杀害其他两名网络女主播的凶手，而马上就传出桑楠楠被绑的直播视频，方木（陈若轩饰）出场后与桑楠楠的对话中怀疑凶手是沈湘，不料话音未落就得到沈湘死亡的消息，最后方木根据“眼镜”，“身高”，“沈湘身上的污迹”等线索将嫌疑人锁定为沈湘的男朋友罗家海，又通过沈湘的遗书、桑楠楠直播细节等蛛丝马迹发现真正患PTSD的人是罗家海自己。局长邢志森的女儿邢娜和同学在KTV中被欺负，经理报案想讹诈邢娜，后来邢娜搬来了救兵邰伟（王泷正饰），气势嚣张的经理便怂了下来。后来邢至森为救刑娜中枪昏迷，邢娜失踪 ，方木和邰伟（王泷正饰）二人追查，一桩拐卖妇女为客户的二胎代孕案浮出水面。正寻找邢娜时，经方木查明这是以正义之名教...

《心理罪2》的整体故事贴近生活，演员的演技出神入化，配乐传唱率极高，制作平实，该剧与一般古装片相比，最大的不同就在于对一些如梦如幻的场景的表现，该片在场景制作方面给观众留下了深刻的印象。