2020年5月，新冠疫情肆虐全球。康涅狄格州州长克莱尔·德贝拉正在家中接受视频采访时，突然收到一个神秘包裹。与此同时，阿尔法工业的科学家莱昂内尔·图森正被高层警告——他的老板迈尔斯·布朗即将推出的危险发明可能危及生命。当莱昂内尔也收到同样包裹时，命运的齿轮开始转动。
超模伯迪·杰伊在醉酒狂欢中被助理佩格拦下手机，二人同样收到了迈尔斯的邀请。另一边，男性权益主播杜克·科迪与女友威士忌拍摄视频时，也被母亲告知包裹送达。当克莱尔、莱昂内尔、伯迪和杜克视频连线拆解谜盒时，层层机关最终显露出一座玻璃洋葱建筑的模型——这是迈尔斯邀请众人前往私人岛屿参加周末派对的信物。最后收到包裹的卡桑德拉·"安迪"·布兰德直接砸碎木盒，取出了那张烫金请柬。
名侦探贝努瓦·布兰克正泡在浴缸里与几位传奇人物视频聊天，众人调侃他总宅在公寓不出门。当伴侣菲利普通知他也收到谜盒时，这位侦探眼中闪过一丝锐光。数日后，码头上聚集了各怀心思的宾客：政客克莱尔、带着助理的超模伯迪、科学家莱昂内尔、主播杜克与女友威士忌，以及引发骚动的安迪。迈尔斯的助理要求众人服用特殊消毒剂以摘除口罩，而布兰克敏锐注意到所有人对安迪的出现都表现出异常反应。
玻璃洋葱别墅内，迈尔斯带着古怪友人德洛尔迎接众人。这座透明建筑得名于他们年轻时厮混的酒吧。当迈尔斯宣布将举办"谋杀自己"的推理游戏时，布兰克却在书房发现惊人事实——自己根本不在邀请名单上。泳池边的 kombucha 鸡尾酒会上，威士忌与迈尔斯暧昧互动，佩格为血汗工厂事件恳求老板，而安迪突然爆发："你们不过是攀附金主的寄生虫！"她揭露众人靠迈尔斯资助政治竞选、直播事业和服装品牌的真相，撕碎了这场上流社会的虚伪假面。
夜幕降临，谋杀游戏刚开始就被布兰克破解机关——伯迪座位对面的计时弩箭会"杀死"迈尔斯。当众人惊叹时，侦探却低声警告迈尔斯："你把所有想杀你的人都聚在了一起。"他注意到墙上裱着的鸡尾酒餐巾，上面记载着阿尔法公司的创始构想。迈尔斯炫耀着从卢浮宫借来的《蒙娜丽莎》和新型清洁能源"克莱尔"，莱昂内尔惊恐反对这项未经验证的危险技术，而安迪的再次控诉引发杜克恶语相向。
狂欢中杜克突然窒息身亡，他的手机与配枪神秘消失。当钟声敲响十下，整座别墅陷入黑暗。枪声响起，众人发现布兰克站在中弹的安迪身旁。此时电影揭开惊天反转：真正的安迪早已"自杀"身亡，眼前这位是双胞胎妹妹海伦。她带着被砸碎的谜盒求助布兰克，坚信姐姐因掌握迈尔斯剽窃商业机密的证据而遭灭口。原来那张餐巾记载的创意本属于安迪，迈尔斯却联合众人作伪证将她踢出公司。
借着酒劲，海伦偷听到更多秘密：克莱尔担心支持"克莱尔"能源会丢失选票，莱昂内尔隐瞒了燃料泄漏风险，伯迪为赔偿金替血汗工厂顶罪，而威士忌正被迫色诱迈尔斯。当杜克用安迪死讯要挟迈尔斯时，一杯菠萝汁让过敏的他命丧黄泉。迈尔斯更早前驾车撞死安迪，只因她获得了莱昂内尔透露证据的邮件。
高潮在火焰中降临。海伦亮出餐巾原件却被迈尔斯焚毁，布兰克留下的"克莱尔"样本成为终极武器。随着海伦将燃料投入壁炉，整座玻璃洋葱在连环爆炸中化为璀璨火球。众人终于觉醒决定指证迈尔斯，而海伦亲手打开《蒙娜丽莎》的防护罩，让烈焰吞噬这幅名画。当警笛声穿透海雾，她在岸边露出大仇得报的微笑，燃烧的别墅倒映在墨色海浪中，宛如一朵盛开的复仇之花。
在这场人性迷宫里，每个角色都戴着精心打造的面具：政客的伪善、科学家的懦弱、网红的虚荣、企业家的贪婪。当布兰克揭开真相时，脆弱的玻璃洋葱层层剥落，暴露出比凶案更黑暗的资本游戏。最终打破牢笼的并非侦探的推理，而是被压迫者的觉醒之火——就像海伦掷出的燃料瓶，有时毁灭才是真正的涅槃重生。