Ray Garrison (Vin Diesel) jest żołnierzem, który ginie podczas akcji i zostaje przywrócony do życia przez korporację RST jako super-człowiek zwany Bloodshot. Jego krew pełna jest neotechnologicznych rozwiązań, dzięki czemu mężczyzna jest nie do zatrzymania. Jest silniejszy od każdego, a jego organizm ma niezwykłą zdolność do natychmiastowej regeneracji. Niestety za sprawą decyzji korporacji traci kontrolę nad swoim życiem. Jego wspomnienia i pamięć zostają mu wykasowane, trudno mu więc odróżnić prawdę od fikcji.

Vin Diesel wciela się w postać Raya Garrisona, żołnierza, który zginął podczas akcji i został przywrócony do życia przez korporację RST jako super-człowiek, tytułowy Bloodshot. W jego żyłach płynie armia nanotechnologicznych rozwiązań, dzięki czemu jest kimś nie do zatrzymania – silniejszym niż jakikolwiek człowiek, z organizmem zdolnym do natychmiastowej regeneracji. Ale naprawiając jego ciało i przywracając go do życia, korporacja przejęła kontrolę nad jego życiem; wykasowała też jego wspomnienia i pamięć. Ray nie wie, co jest realne, a co nie. Ale ma misję – chce się tego dowiedzieć.

Bloodshot, były zabójca mafii, zostaje porwany, a do jego krwiobiegu zostają wstrzyknięte mikroskopijne komputery zwane nanitami. Te wymazują mu pamięć oraz modyfikują mózg i ciało, by stał się żywą bronią obdarzoną nadludzką siłą i zdolnościami regeneracji. Bloodshot ucieka swoim prześladowcom i próbuje ustalić, kim jest, wiedziony żądzą zemsty na tych, którzy go zdradzili. Na podstawie serii komiksów Valiant Comics o tym samym tytule.