लॉस एंजिल्स में, नवम्बर 2019 को, सेवानिवृत्त पुलिस अधिकारी रिक डेकार्ड (हैरिसन फोर्ड) को नूडल बार में अधिकारी गैफ़ (एडवर्ड जेम्स ओल्मोस) द्वारा रोक लिया जाता है। उसके पूर्व पर्यवेक्षक ब्रायंट (एम. एम्मेट वाल्श) उसे बताता है कि अनेक रेप्लिकैंट्स - जैविक रूप से बनाए गये मानवाभ मशीन (humanoid) जो दुनिया बाहर के उपनिवेशों में सैनिक और गुलाम की तरह कार्यरत थे - भाग खड़े हुए हैं और अविध रूप से पृथ्वी पर चले आये हैं। एक "ब्लेड रनर" के रूप में जब सक्रिय था, तब डेकार्ड का काम ऐसे रेप्लिकैंट्स को पृथ्वी में खोज निकालकर उन्हें "रिटायर" करना था।

ब्रायंट ने उसे एक अन्य ब्लेड रनर होल्डेन (मोर्गन पॉल) का वीडियो दिखाया, जो वॉइट कैम्फ परीक्षण (Voight-Kampff test) किया करता है, जिससे प्रश्नों के समानुभूतिक जवाब के आधार पर रेप्लिकैंट्स से मनुष्यों के अलग होने का पता चलता है। जब परीक्षण के पात्र लियॉन (ब्रायन जेम्स) को ऐसा लगता है कि एक रेप्लिकैंट के रूप में उसकी पोल खुल सकती है, तो वह होल्डेन को गोली मार देता है।

ब्रायंट की धमकी के बाद डेकार्ड लियॉन और तीन अन्य रेप्लिकैंट्स - रॉय बैटी (रटगेर हॉयर), ज्होरा (जोअन्ना कासिडी) और प्रिस (डैरिल हन्नाह) - को खोज निकालने के लिए सहमत हो जाता है। इन रेप्लिकैंट्स - टायरेल कॉर्पोरेशन नेक्सस-6 मॉडल -की जीवन-अवधि चार वर्ष की है, सुरक्षा की दृष्टि से ऐसा किया गया ताकि उनमें भावनाओं के विकास और स्वतंत्रता की इच्छा के विकास को रोका जा सके. वे पृथ्वी पर आकर अपनी जीवन अवधि बढाने की कोशिश कर सकते हैं।

गैफ़ के साथ डेकार्ड को टायरेल कॉर्पोरेशन भेजा जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वॉइट-काम्फ (Voight-Kampff) परीक्षण नेक्सस-6 मॉडल पर काम करता है। जबकि वहां, डेकार्ड को पता चलता है कि टायरेल (जो टर्केल) की सहायक रिचेल (सीन यंग) एक प्रयोगात्मक रेप्लिकैंट है जो खुद को मानव समझती है; टायरेल की भतीजी की बचपन की यादों से रशेल की चेतना बढ़ गयी है। परिणामस्वरुप, एक रिप्लिकैंट के रूप में उसकी पहचान के लिए एक अधिक व्यापक वॉइट-कैम्फ परीक्षण आवश्यक है। परीक्षण के दौरान रशेल खुद डेकार्ड के परीक्षण करने का सुझाव देती है। 

रॉय और लियॉन च्यू (जेम्स होंग) की आंख विनिर्माण प्रयोगशाला में प्रवेश करते हैं; पूछताछ के तहत च्यू उन्हें जे.एफ. सेबैस्टियन (विलियम सैंडरसन) के पास जाने को कहता है, ताकि उन्हें टायरेल से मिलने का सर्वश्रेष्ठ मौक़ा मिले. रशेल अपनी मानवता साबित करने के लिए डेकार्ड से मिलने उसके अपार्टमेंट में जाती है, उसे परिवार की एक तस्वीर दिखाती है। डेकार्ड के यह कहने पर कि उसकी यादों का प्रत्यारोपण हुआ है, वह रोती हुई वहां से चली जाती है। ब्रैडबरी बिल्डिंग के जिस अपार्टमेंट में अपने बनाये गये साथियों के साथ जे. एफ. सेबैस्टियन रहता है, प्रिस वहां जाकर उससे मुलाक़ात करता है। लियॉन के फोटो एल्बम में डेकार्ड ज्होरा की तस्वीर पाता है।

लियॉन के बाथरूम में मिले एक शल्क के विश्लेषण के लिए डेकार्ड आनुवंशिक रूप से तैयार गये पशुओं की दूकान जाता है, वहां उसे पता चलता है कि वो शल्क अब्दुल बेन हसन (बेन एस्टर) द्वारा बनाये गये एक सांप का है। हसन डेकार्ड को एक स्ट्रिप क्लब का पता बताता है जहां ज्होरा काम करती है। डेकार्ड ज्होरा को "रिटायर" कर देता है, उसकी मृत्यु धीमी गति से होती है क्योंकि वह भागने के लिए संघर्ष करती है। इसके थोड़ी देर बाद डेकार्ड ब्रायंट से मिलता है और रिटायरमेंट की अपनी सूची में रशेल का नाम जोड़ने को कहता है, क्योंकि वह टायरेल कॉर्पोरेशन मुख्यालय से गायब हो गयी है। डेकार्ड भीड़ में रशेल को देख लेता है, लेकिन लियॉन उस पर हमला कर देता है। लियॉन को मारकर रशेल डेकार्ड को बचाती है और दोनों डेकार्ड के अपार्टमेंट लौट आते हैं, जहां वह रशेल को जाने से रोकता है और उससे यह स्वीकार करवाने में सफल हो जाता है कि वह उसके साथ यौन संबंध बनाना चाहती है।

रॉय सेबैस्टियन के अपार्टमेंट में आता है और प्रिस से कहता है कि अब सिर्फ वे दोनों ही बचे हैं। अपनी दुर्दशा समझाने के बाद उन्हें सेबैस्टियन की मदद प्राप्त हो जाती है। रॉय को पता चलता है कि सेबैस्टियन एक आनुवंशिक विकार से पीड़ित है जिससे उसकी उम्र बढ़ गयी है। पत्राचार शतरंज के खेल में, जो वे खेल रहे थे, टायरेल को एक विजयी चाल के बारे में सेबैस्टियन द्वारा सूचित करने के बहाने रॉय और सेबैस्टियन टायरेल के पेंटहाउस में प्रवेश करते हैं। रॉय अपने निर्माता से अपनी जीवन अवधि के विस्तार की मांग करता है। टायरेल बताता हैं कि टायरेल कॉर्पोरेशन के पास इस काम को करने का कभी भी कोई उपाय नहीं रहा. रॉय अपने पापों के लिए क्षमादान चाहता है, वह कबूल करता है कि उसने "आपत्तिजनक काम" किया है। टायरेल रॉय के अपराध को खारिज करते हुए रॉय की उन्नत डिजाइन और उसकी उपलब्धियों की प्रशंसा करता है। वह रॉय से "अपने समय में आमोद-प्रमोद करने" को कहता है, जिस पर रॉय टिप्पणी करता है "ऐसा कुछ नहींहै, जिसके जैवयांत्रिकी के भगवान स्वर्ग में तुम्हें नहीं जाने देंगे". उसके बाद रॉय टायरेल का सिर अपने हाथों से पकड़कर उसे चूमता है और उसकी ह्त्या कर डालता है। सेबैस्टियन एलीवेटर की ओर भागता है, रॉय उसका पीछा करता है। रॉय अकेले ही एलीवेटर से नीचे उतरता है और सेबैस्टियन फिर नहीं देखा जाता.

डेकार्ड सेबैस्टियन के अपार्टमेंट में आता है और प्रिस उस पर हमला करती है। रॉय के वापस आने के पहले ही वह उसे रिटायर कर देता है। रॉय दीवार पर मुक्का मारकर डेकार्ड के दाहिने हाथ को जकड़ लेता है और ज्होरा और प्रिस के प्रतिशोध में वह उसकी दो अंगुलियां तोड़ देता है। रॉय डेकार्ड को छोड़ देता है और उसे भागने के लिए समय देता है, फिर वह ब्रैडबरी भवन में उसकी खोज करने लगता है। रॉय की सीमित जीवन अवधि के लक्षण बदतर होने लगते हैं और उसका दाहिना हाथ झूलने लगता है; वह उस पर नियंत्रण बनाए रखने के लिए उसमें अपने नाखून गड़ा देता है। रॉय डेकार्ड को छत पर जाने के लिए बाध्य करता है। रॉय से भागने के प्रयास में डेकार्ड एक अन्य इमारत पर छलांग लगाता है, लेकिन पूरी तरह सफल नहीं हो पाता है और बारिश से काई जमी शहतीर पर लटक जाता है। डेकार्ड की पकड़ ढीली पड़ने लगती है, तब रॉय भी बिना प्रयास के वैसी ही छलांग लगाता है, उसकी बांह पकड़ लेता है और उसे छत पर वापस खींच लेता है। जब रॉय का जीवन समाप्त हो रहा होता है, तब वह अपने जीवन पर स्वगत भाषण करता है "मैंने ऎसी चीजें देखी हैं जिन पर तुम लोग विश्वास नहीं करोगे; मृग नक्षत्र (Orion) के कंधे से जहाज़ों पर हमले करके आग लगते देखा है; टनहॉसर गेट के करीब अन्धकार में सी-बीम्स चमक देखी है। वो सभी क्षण समय में खो जाएंगे; जैसे कि आंसू खो जाते हैं बारिश में. अब मृत्यु का समय आ गया।"

तभी गैफ आता है और डेकार्ड को भला-बुरा कहता है। "यह बहुत बुरी बात है कि वह नहीं जिएगी; लेकिन वैसे भी, कौन जीता है?" डेकार्ड अपने घर लौटता है तो रशेल को जीवित पाता है। जब वे जाने लगते हैं तो डेकार्ड को एक कागज़ का यूनिकॉर्न मिलता है, जो गैफ द्वारा छोड़ा गया कॉलिंग कार्ड है। फिल्म के अंत में डेकार्ड और रशेल घर छोड़कर किसी अनिश्चित भविष्य की ओर जाते हैं या फिर किसी आदर्श देहाती परिदृश्य से ड्राइविंग करते हुए गुजरते हैं, यह संस्करण पर निर्भर करता है।

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