电影《捉迷藏》讲述了故事的主人公张佳伟（霍建华饰）有一天接到了关于他哥哥失踪的电话，于是他去了那所旧公寓寻找他的哥哥。徒劳地，他遇到了苏红（阿曼达饰），这对母女和他哥哥住在同一层楼。苏红对张家伟的哥哥表现出异常的恐慌和厌恶，这起失踪案变得扑朔迷离。与此同时，张佳玮的家人突然成为一名“神秘人”的目标，而张佳玮则抵抗着“神秘人”对家人的攻击，寻找哥哥的故事。
张嘉伟有一个幸福的家庭，他的妻子平治温柔贤惠，女儿孟子活泼可爱。张嘉伟经营着一家餐馆，事业有成，住在豪华社区，是标准社会中的中上阶层。这样的生活被很多人羡慕。
一次偶然的机会，有一天，张佳伟发现一个流浪的疯子坐在他的店门口。他目光呆滞，不停地从饮料瓶里喷出脏水，这让有严重洁癖的他非常难以接受。据服务员说，这个流浪汉经常出现在点门，他脸上因严重皮肤病造成的伤口令人震惊，这使他想起了他的哥哥。
张家伟的哥哥张家辉从小也患有皮肤病，脸上长满了带血和脓的小疙瘩。韦嘉从小就不喜欢这个肮脏的哥哥。他一直认为哥哥拆散了父母的爱情。孩子们的家庭都是三口之家，他显然是这个家庭中多出来的一个人。
那天晚上，张佳伟接到一个陌生人的电话，他哥哥的房东打电话告诉他张家辉失踪了。张佳伟想起了不久前哥哥写给他的信。他想见他，但韦嘉不愿意承认他的兄弟。那天晚上，张佳伟梦见流浪汉突然出现在他的厨房里，大嚼着食物，皮肤血肉模糊。
第二天，张家辉带着他的妻子来为他死去的父母烧香。他向亲戚打听他兄弟的下落。亲戚们说张家辉是整个家族的耻辱，他没有脸回到这里。也是在这个时候，平治知道张嘉伟还有一个哥哥叫张家辉。
张佳伟来到他哥哥张家辉的公寓，房东告诉他，张家辉两年前出狱后搬到了这里。张嘉伟走进哥哥的房间，房间凌乱不堪，甚至无处容身。他在家里发现了两套牙刷和许多女性胸罩，但房东坚持说只有张家辉住在这里。张佳伟想向邻居打听弟弟的日常生活和行踪，但所有人都拒绝了他。他在每家每户的门前都发现了一些奇怪的符号和数字。通过观察，他发现符号中的正方形代表男性，圆形代表女性，三角形代表儿童，数字代表人数。最后一个房间的墙上有一只壁虱。这是什么意思？
此时，平治正和女儿孟子在车里等张佳薇，孩子等得不耐烦了，于是她要求下车玩游戏。平治把孟子带到游戏机旁，打电话给她最好的朋友告诉她丈夫的秘密，然后上车去找硬币。当她再次回头时，孟子已经不见了。平治疯了，他在小街上四处寻找，却发现孩子是被一个流浪汉抱上车的。他坐在驾驶座上，锁上门，对平治微笑。平治非常焦虑，大声哭泣，最终吸引了住在附近的一名妇女，并用电棍吓跑了流浪汉。
这位热心的妇女邀请受惊的张佳伟一家到她家做客。他告诉张家伟夫妇，她的名字叫苏红，她的丈夫已在澳大利亚定居，她和她的女儿即将移居澳大利亚。附近一片混乱，苏红希望在孩子们上小学之前搬出这里。苏红误以为张佳伟和他的妻子在这栋破旧的小楼里找到了房子，因为他们知道拆迁的事情。张佳伟告诉她他哥哥住在隔壁的真相。苏红听了这话后立即把这三个人赶出了房子。隔壁的人不正常，总是偷窥自己和孩子。
张佳伟让妻子先回家，但平治发现一辆车一直跟着她，这让她非常害怕。
当天晚上，张佳伟住在哥哥的公寓里。女儿打电话告诉他，苏红家的小女孩告诉她，那栋楼里的一些人会藏在别人家里，甚至不知道主人是谁。孩子的话让张佳伟小心翼翼地度过了整个夜晚。第二天早上，张佳伟听到房间里有动静，以为是哥哥回来了，但没想到在墙上发现了一个小洞，可能通往邻居的房间。张嘉伟回到哥哥的房间，发现了他的小笔记本，上面赫然写着“他要拿回属于他的一切”。他越来越确信他的哥哥要来报复他。
平治和孟子一起回家，发现车库里有一个戴着头盔拿着棍子的男人一直跟着他。天真的孟子泄露了房子的密码，平治预测到了危险并迅速更改了密码。就在回家后，平治接到了快递员的电话。她把孟子一个人留在家里，自己下楼去取快递。平治手里的快递盒很轻。就在她疑惑不解的时候，她接到了丈夫的电话。韦嘉告诉他回家前不要给任何人开门。挂断电话，平治打开快递盒，里面什么也没有。她立刻充满了不祥的预感。她一边打电话一边冲回家，告诉孟子不要给任何人开门。
他们的预感没有错。戴头盔的黑衣男子正试图开门。孟小紫被吓哭了，平治终于到家了，但她差点被蒙面人杀死。
这起令人毛骨悚然的事故彻底激怒了平治。在她的强烈要求下，张家伟最终告诉了他真相:张家伟还有一个比他大十几岁的哥哥，名叫张家辉，他十几岁时住在少年犯管教所，后来因强奸罪入狱，两年前刚刚获释。然而，他没有告诉他的妻子，他年轻时撒谎是因为他恨他的兄弟，做了伪证并指控他的兄弟“强奸”。因为大儿子辜负了期望，父母把所有的遗产都给了小儿子。我哥哥一直对此怀恨在心，他想找到自己拿回本该属于他的一切。
张佳伟惊讶地发现，自己家和邻居家也被刷上了同样的标记。这时，他的妻子打来电话，说孩子在花园里玩耍，戴头盔的黑人在他女儿旁边。张佳伟冲回小区花园，拼尽全力想抓住这个人。然而，这只是一个骑摩托车等女朋友的普通男孩。危险仍然潜伏在张佳伟一家周围。
当张佳伟回到家时，他发现门开着，一个饮料瓶扔在桌子上。他知道有人进过房子，他有严重的洁癖，所以他仔细擦洗房子里的所有东西。那天晚上，他又梦见了那个黑衣人。他摘下头盔，那是他的兄弟。他流血的手差点勒死了自己。他醒来后去卫生间不停地洗手，甚至洗血。朦胧中，他发现了浴室里的血迹。顺着血迹，张佳伟回到卧室，看到长着红疙瘩的哥哥搂着妻子睡觉。他拿起球杆，用尽全力在床上打他的兄弟。这一举动是由他熟睡的妻子实施的，他发现刚刚发生的这一切都是他的幻觉。
张家伟绝不能允许自己的妻子和女儿受到伤害。他留下了一张纸条，告诉他的妻子，正是因为童年的谎言，他哥哥的生活被毁了，现在他哥哥要毁了他。他决定勇敢面对。张佳伟搬到了哥哥的房间，遭到了一个陌生人的袭击。这个人是露露的男朋友，已经失踪半个月了。着急的男友还没来得及动手，就误以为张佳伟是露露的新男友。与男孩交谈时，张佳伟再次看到了蒙面人。他追了上去，进入露露的房间，在衣柜里发现了露露的尸体。这时，露露的男朋友被蒙面人杀害，张佳伟与蒙面人发生了激烈的战斗。他被刺伤了腿，但他从未摘下头盔。蒙面人疯狂地想要杀死张佳伟。在危急关头，独自在家的苏红的女儿为他打开了门，张佳伟暂时避开了蒙面人的追捕。
在苏红的家里，张佳伟发现了许多高级玩偶、钱包和手机。正当他疑惑时，一名蒙面男子悄悄出现在他身后，将他打晕，并用保鲜膜将自己包裹起来。此时，那人终于摘下了头盔，而她竟然是苏红！
苏红撒谎了。她没有定居欧洲的丈夫，但她独自一人带着女儿艰难度日。为了给女儿创造优越的成长环境，她一次又一次地铤而走险，盗窃、杀人、强占他人房屋，企图用自己得到的一切改善她和女儿的生活。她杀了张家辉，占领了他的房子，害怕隔壁的露露会知道这件事，并残忍地杀害了她。这一次，她把目光投向了张家辉的一个富裕家庭。她羡慕他们一家人的生活，并答应女儿带她去他们的高端社区。
平治深感在家的不安全感，正准备把孟子送到朋友家。她让孟子留在车里，上楼去拿钱包，但她在电梯里遇到了精神失常的苏红。苏红打伤了平治，并用保鲜膜把她包了起来。这时，张嘉伟已经醒了。他用尽全力解开自己身上的保鲜膜，回家后报了警。
警察冲到张家伟家门口，看到房间里没有声音就撤走了。梓萌迫不及待地在车库里按响了她妈妈家的门铃，让苏红看到了她。她立即去车库摆脱孟子。这时，张佳伟早已冲回了家里的车库。他听到女儿的呼叫声，立即赶了过来。
苏红一路追着孟子回家，聪明的孟子藏在壁橱里没有被苏红发现。张佳伟回家后，孟子终于冲向了她的父亲，但也让躲在一旁的苏红当场抓住。
两人在房间里开始了“捉迷藏”。激烈的战斗使两人都筋疲力尽，张佳伟晕倒了。当他醒来时，他看到苏红正在收拾残局。她曾把这个地方想象成自己的家，家里破损的地板让她感到心疼。张佳伟看到地上散落的酒就有了主意。他说服苏红让他们三人安全离开这里，否则她将烧毁“她的家”。正当张佳玮准备得手时，警察的敲门声再次激怒了苏红，她试图再次掐死张佳玮。
无奈之下，张佳伟挣扎着用手边的打火机点燃了酒。苏红看着熊熊大火燃烧，拼命冲上去扑灭家里的火。而张嘉伟终于得以逃脱。在这场大火中，苏红毁容了。在监狱里，她仍然无法走出自己的想象。她太想为女儿提供一个优越的环境和一个温暖的家，但最终却陷入了泥潭。
张佳伟在医院看到了他哥哥张家辉的尸体。他一个月前去世了。他不是蒙面人。他从未想过伤害他的兄弟。在他凌乱的家中，张家辉一家四口的照片一直被珍藏着。
