Die 16-jährige Cady Heron verbrachte ihr bisheriges Leben bei ihren Eltern, die Zoologen sind, in Afrika und hatte dort Hausunterricht sowie zahlreiche Freunde. Nachdem ihre Mutter das Angebot einer Stelle an der Northwestern University erhält, zieht Cady mit ihrer Familie nach Evanston, Illinois und muss nun zum ersten Mal in ihrem Leben eine öffentliche Schule besuchen. Ihre ersten Freunde an der neuen Schule, der North Shore High School, sind der offen homosexuelle und partout nicht einzuschüchternde Damian und die künstlerisch begabte sowie schlagfertige Janis. Die beiden weisen die angesichts des neuen Umfeldes und der ungewohnten Gesellschaft schüchterne Cady in die Welt der durchschnittlichen amerikanischen High School ein, unter anderem in die an ihrer Schule klar unterteilten Gruppen (z. B. „Sportler“, „Coole Asiaten“, „Burnouts“ etc.).

Der Film handelt von einer Art Gefängnis, dem Cube, einem 135 Meter hohen Würfel, der aus 25×25×25 Einzelwürfeln besteht. Diese einzelnen Würfel bewegen sich innerhalb des Cubes und einige enthalten tödliche Fallen. Die Würfel sind, im Gegensatz zu dem Cube aus dem ersten Film, nicht durch Zahlen, sondern durch ein Buchstabentripel gekennzeichnet. Dieses Tripel gibt die Koordinaten des Raumes an, wodurch die Insassen auch auf die Idee kommen, dass es 26 Würfel in jeder Dimension sind. Jeder Würfel hat in den Flächenmitten eine runde Öffnung, durch die man in einen benachbarten Würfel gelangen kann.

Der Film beginnt mit der Ermordung zweier Buchmacher durch Unbekannte. Die Täter nehmen ihre Bücher an sich. Dann wird gezeigt, wie ein unbekannter Mann einem ihm offenbar völlig Fremden eine Geschichte erzählt: Er erzählt ihm, wie im Jahr 1979 die Mafia ein Rennen mit dem Pferd Lucky Number Slevin durch ein „Apothekerhandicap“ manipulierte. Ein Mann namens Max erfuhr über eine Kette von Zwischenpersonen zufällig davon und wollte Gewinn machen. Das gedopte Pferd stürzte jedoch während des Rennens, und Max verlor nicht nur die Wette, sondern auch viel Geld, das er nicht zurückzahlen konnte. Die Drahtzieher der Manipulation ließen Max, seine Familie und seinen Buchmacher umbringen, um ein Zeichen zu setzen, dass man sich aus „ihren“ Wetten besser heraushält.

Ende 2013 wird die Welt von riesigen, außerirdischen Monstern angegriffen, den sogenannten Kaijūs. Sie kommen aus dem Breach, einem interdimensionalen Portal, das im pazifischen Ozean in einer Erdspalte liegt, und sie richten immense Schäden in den Küstenstädten an. Aufgrund ihrer Größe sind die Monster mit konventionellen Waffen kaum zu besiegen. Daher wird ein weltweit finanziertes Abwehrprogramm ins Leben gerufen, durch das hochhausgroße, humanoide Kampfroboter, die „Jaeger“, entwickelt werden. Diese werden von zwei Piloten im Kopf des jeweiligen Jaegers gesteuert, die untereinander und mit dem Jaeger über eine neuronale Schnittstelle verbunden sind. Darüber werden die Bewegungen der Piloten direkt auf den Bewegungsapparat der Kampfmaschine übertragen. Für eine effektive Gedankenkopplung, den sogenannten Drift, müssen die Piloten besondere Fähigkeiten aufweisen.