《幻影追凶》女主人公安娜（米拉·乔沃维奇MillaJovovich饰）在街头无意中目睹了一场命案，被歹徒发现并追捕。慌张的打斗中，安娜负伤掉入河中，幸免于难。安娜成为唯一幸存的目击者，亲眼目睹了凶手的真面目。警方决定从安娜身上寻找连环杀人案的突破口。一周后，受伤的安娜从昏迷中醒来，却发现她看到的每一张脸都在不断扭曲——她再也认不出身边人的脸，包括她自己的男朋友和父亲。这种症状在医学上被称为“面容失认症”，也被称为“面盲症”。凶手似乎也知道安娜因脑部受伤而失明的秘密。为了试探安娜是不是真的认不出自己，凶手不断用各种手段试探和挑衅安娜。安娜觉得凶手就在身边，威胁着她的生命。最终，凶手确认安娜只能通过衣服的颜色和领带的款式来识别不同的人，于是他决定挺身而出冒险。他穿上安娜前男友的衣服和领带去见安娜，准备带安娜去一个偏僻的地方搬走。然而，凶手在一个细节上的失误，让安娜恍然大悟，眼前的男人并不是自己的前男友，而是想要置她于死地的罪犯。接到安娜报警后，警察前来营救安娜，展开生死较量，最终将凶手抓获。