成奇勋是一位落魄失意的中年男子,他因公司裁员而失去工作,又热衷赌马,还背负了巨额债务。一次偶然,他赌马赢到456万元,然而这笔钱却被女小偷盗取,导致他无法偿还债务,讨债人愤怒地要求他下个月还钱,否则就会挖出他的眼珠和肝脏。
走投无路的成奇勋在地铁站遇到一位神秘男子,男子邀请他参加一场可以赢大钱的游戏。为了争取女儿的抚养权,奇勋决定冒险一试。
当他在一个陌生的超大集体宿舍中醒来时,发现这里还有另外455人,他们都是社会底层的失意者,每个人身上都有一个编号,奇勋是456号。在面具人的带领下,众人得知要共同参加六项游戏,连赢六场就能获得巨额奖金,高达456亿韩元。
第一场游戏是“一二三,木头人”,看似简单的儿时游戏,失败的代价却是死亡。游戏开始后,众人惊恐地发现,一个个鲜活的生命在眼前倒下,参赛者们惊慌失措,阵脚大乱,最终只有201人通过了第一关。得知被淘汰就会被枪杀,许多人要求中断游戏,经过投票,主办方同意了,幸存的201位选手被迷晕脱光衣服,丢在了不同的偏僻地点。
回到现实生活后,众人依旧被生活的压力压得喘不过气,于是又有187名参赛者选择继续游戏。
第二轮游戏是“椪糖”,玩家需在四个形状中选择一个,然后用针抠出完整的形状。知道游戏信息的姜晓和曹尚佑选择了相对简单的三角形,顺利完成。但期间不少玩家因不小心掰碎椪糖而被射杀。奇勋发现用舌头舔椪糖背面可以快速扣出完整图形,其他人纷纷效仿。此轮过后,只有108名玩家过关。
吃饭时,张德秀为了多拿两份食物与一名玩家发生冲突,并将其打死,奖金也因此涨了一亿,这使得玩家间的氛围变得微妙,他们意识到杀死其他玩家是获得胜利的捷径,宿舍内开始了互殴和自相残杀,最终只有80人存活下来。在第三关“高台拔河”中,奇勋、尚佑、阿里、吴一男组成的队伍处于劣势,但在奇勋的带领下,凭借机智的策略他们成功存活。这场游戏过后,幸存者只剩下40人,而尚佑与阿里也在游戏中结下了深厚的友情。
民警黄俊昊在哥哥家中发现了鱿鱼游戏的名片,为寻找失踪的哥哥,他伪装成面具人混入游戏。原来,黄警官伪装的29号正是器官贩卖团伙的一员,而医生炳基伙同其他面具人私自解剖被淘汰的选手,贩卖器官赚钱,面具人会提前给炳基游戏线索,不过他们的这一行为最终被管理者发现并枪毙。黄俊昊还发现哥哥早在2015年就通过了第六轮游戏,然而却下落不明。
第四关是打弹珠游戏,参赛者必须两两一组,赢得对方10颗弹珠的人获胜。心软的奇勋选择与老先生吴一男一组,他通过谎言骗到了弹珠,但老先生为了感谢他在过程中的帮助,把最后一颗弹珠送给了他。女贼姜晓则与生无可恋的少女智英一组,智英没有游戏目标,故意输掉比赛,把弹珠留给了需要替弟弟找回父母的姜晓。此时,一群贵宾来到海岛欣赏死亡游戏。
一夜之后,第五场游戏开始,玩家要按自己选择的号码先后走过玻璃桥。桥面上有钢化玻璃和普通玻璃,踩到钢化玻璃可平安无事,踩到普通玻璃就会坠入深渊。玩家们承受着巨大压力,却无法逃脱死亡的命运。此轮游戏结束后,只剩下了三位玩家。玻璃桥爆炸,玻璃碎片刺入姜晓腹中,她最终因失血过多被曹尚佑用餐刀杀死。
来到最后一场游戏——鱿鱼游戏,成奇勋和曹尚佑在雨中展开激烈搏斗。占了上风的成奇勋不忍杀掉尚佑,恳求面具人同意投票中止比赛,曹尚佑却幡然醒悟,选择了自杀。最终,成奇勋获得了胜利,赢得了456亿韩元。
然而,奇勋后来发现一开始的老先生吴一男其实就是鱿鱼游戏的创办人,这位人生只剩下钱的富豪参加游戏只是为了寻找刺激。最后奇勋在机场再度遇上一开始邀请他参加游戏的孔刘,拨通名片上的电话后发现鱿鱼游戏仍在继续。为了阻止游戏,他放弃去国外寻找女儿的机会,毅然转身离开机场……