高谭市的黑暗势力又开始蠢蠢欲动了，这次是毁了半边脸的“双面人”（汤米•李•琼斯 Tommy Lee Jones 饰）。一次，“双面人”袭击了马戏团，演员迪克（克里斯•奥唐纳 Chris O'Donnell 饰）阻止了“双面人”的阴谋，家人却因此惨遭杀害。布鲁斯（瓦尔•基尔默 Val Kilmer 饰）收留了迪克，并说服了满腔仇恨的迪克留了下来。因研究计划被拒绝而仇视韦布斯的公司职员爱德华（金•凯瑞 Jim Carrey 饰）成功研究出脑波吸收装置，化身成为“谜语侠”。“双面人”和“谜语侠”联手破坏高谭市，并通过脑电波吸收装置大量吸收市民的脑电波。蝙蝠侠这次的对手强大得可怕，蝙蝠侠最终能否战胜罪恶?

故事发生在大都会之战18个月后，在那场战斗中许多建筑和市民惨遭波及。因为超人（亨利·卡维尔 饰）帮助人类解决了很多问题而被当做神来膜拜，但超人也因与佐德之战对城市造成的破坏而遭到逮捕和审讯，一度成为都市传说的蝙蝠侠韦恩（本·阿弗莱克 饰）重新出现在人们面前，他似乎正是为了惩罚超人而来。年轻的富豪莱克斯·卢瑟（杰西·艾森伯格 饰）又在二者的矛盾中挑拨离间，神秘的戴安娜·普林斯（盖尔·加朵 饰）也因自己的目的介入其中。

布鲁斯 韦恩（克里斯汀·贝尔 Christian Bale 饰）童年亲眼目睹了父母在哥谭市街头被歹徒枪杀，韦恩充满怒火。在继承了父亲亿万家产后，韦恩开始环游世界，希望凭自己的力量复仇和打击犯罪！韦恩为了了解罪犯的心理，在亚洲他亲自体现了犯罪的感觉，最后被捕入狱。他在狱中遇到了武艺高强的杜卡，杜卡传授了韦恩高强的武艺和坚韧的意志力。韦恩很快被神秘的影忍者盟看上，忍者大师一直想邀他加入。韦恩不久发现影忍者盟对自己的家乡哥谭市另有企图，他毅然回到了故乡。韦恩在自己的庄园发现了一个地下室，从此他多了一个身份——蝙蝠侠。蝙蝠侠开始了对抗笼罩在哥谭市的黑暗。

检察官哈维·登特（艾伦·艾克哈特 Aaron Eckhart 饰）死后的八年间，哥谭市在戈登警长（加里·奥德曼 Gary Oldman 饰）的努力下有效地遏制了犯罪活动。而蝙蝠侠布鲁斯·韦恩（克里斯蒂安·贝尔 Christian Bale 饰）因为背负谋杀登特的罪名，被 警方通缉，在哥谭市销声匿迹。然而，这看似平静的状态被恐怖分子贝恩（汤姆·哈迪 Tom Hardy 饰）的出现打破，他利用猫女（安妮·海瑟薇 Anne Hathaway 饰）偷取布鲁斯的指纹，致使韦恩集团面临破财，布鲁斯被赶出董事会。为了保证韦恩集团投资的能源项目不被坏人利用制造核弹，布鲁斯帮助米兰达（玛丽昂·歌迪亚 Marion Cotillard 饰）成为董事会主席。贝恩接下来一连串精密设计的计划将哥谭市陷入孤绝之境，毁灭之日指日可待。布鲁斯只能再次肩负起拯救哥谭的重任，然而至亲的管家阿福辞职离开、猫女的背叛、贝恩的凶残手段，爱人米拉达的真实面目露出，都让他拯救哥谭的行动变得不可能。

从亲眼目睹父母被杀的阴影中走出来的蝙蝠侠布鲁斯·韦恩（克里斯蒂安·贝尔 Christian Bale 饰），在戈登警长（加里·奥德曼 Gary Oldman 饰）和检察官哈维（艾伦·艾克哈特 Aaron Eckhart 饰）的帮助下，无后顾之忧地满世界奔波，与罪犯们做着永无休止的争斗，哥谭市的犯罪率也以惊人的速度持续下降。但在哥谭这个科技与污秽并存的城市，平静不可能维持得太久，很快新一轮的混乱就席卷了整个城市，人们再度被恐慌笼罩，而这一切混乱的源头正是小丑（希斯·莱杰 Heath Ledger 饰）。