人间与地狱，自古订下了休战契约，只要契约一日无人逾越，地狱邪魔便不能作怪。千百年来，两界一直相安无事。然而，地狱之中，一股酝酿已久的邪恶势力悄然蓄势待发......能够行走于天地两界的暴君弩阿达王子（鲁克·高斯LukeGoss饰），妄图用鲜血唤醒无敌的魔兽军团，用地狱之火焚烧人间。在他的血的召唤下，地狱深处蛰伏已久的魔兽们纷纷冲出地底。面对无坚不摧的黄金军团，唯一能拯救人间免于堕入炼狱的，只有地狱男爵（朗·普尔曼RonPerlman饰）。尽管身上流着恶魔的血，但早已皈依善良的红角撒旦，挺身而出站在了人类一边。他将同火焰女（塞尔玛·布莱尔SelmaBlair饰）、鱼人（道格·琼斯DougJones饰）等“超自然研究发展局”的盟友一起，跨越阴阳两界屠魔，抵御人间浩劫！这一次男爵又会不会再次被邪恶本性蚕噬？
1955 年圣诞节期间，年轻的地狱男爵的养父特雷弗·布鲁滕霍姆给他讲了一个睡前故事，讲述了一场人类与魔法生物之间的古老战争。在魔法生物被人类击退后，妖精铁匠们向精灵之王巴洛尔提出邀请，为他打造一支坚不可摧的机械军队。在儿子努阿达王子的鼓励下，巴洛尔接受了。金军随后毁灭了人类。巴洛尔对自己的行为感到后悔，他与人类签订了休战协议，人类将留在城市，魔法生物将留在森林。指挥金军的王冠，只有皇室血统的人才能佩戴，却被分成了三块。努阿达不同意停战协议，流亡国外。
现在，邪恶巫师格里戈里·拉斯普京召唤他的邪恶大师奥格德鲁·贾哈德发动世界末日的计划遭到挫败一年后，努阿达回来并开始收集王冠的碎片。他通过释放牙仙（一种贪婪的飞行生物，活活吃掉人群）从拍卖会上收集了第一件作品，然后为了第二件作品杀死了他的父亲。他的双胞胎妹妹努阿拉公主带着最后一块逃脱了。
与此同时，在BPRD ，恶魔特工地狱男爵与他的女友莉兹有矛盾，并且不喜欢他们的组织必须秘密运作。地狱男爵在调查拍卖大屠杀时，向世人揭露了自己的身份。在骚乱中，阿贝·萨皮恩发现莉兹怀孕了，但她发誓要保守秘密。
汤姆·曼宁的上级对地狱男爵的行为感到愤怒，派出灵媒约翰·克劳斯来控制他。在克劳斯的带领下，团队追踪牙齿仙子来到布鲁克林大桥下的一个秘密巨魔市场。阿部找到了获得金军地图的努阿拉，并爱上了她。地狱男爵与努阿达的同伙温克以及努阿达召唤来对付他的元素森林神战斗并杀死了他。在战斗中，努阿达质疑自己为何要为人类而战，因为人类已经将这些魔法生物驱赶到了藏匿处，而他自己也是其中之一。努阿拉 (Nuala) 受到 BPRD 的保护。
努阿达利用他们的魔法纽带追踪他的妹妹到达 BPRD 总部，这也使他们分享伤口并了解彼此的想法。在努阿达找到她并与地狱男爵战斗之前，努阿拉隐藏了最后的王冠。努阿达用长矛重伤地狱男爵并绑架了努阿拉，并承诺将她带回来以换取王冠。由于无法清除伤口中的矛碎片，莉兹和阿贝决定将地狱男爵带到北爱尔兰巨人堤道的黄金军团所在地。克劳斯出现了，他同情莉兹，并透露他也在这场导致他自己身体丧失的事故中失去了妻子。
他们遇到了贝斯穆拉地精铁匠大师，后者将他们带到死亡天使面前取回长矛碎片。尽管警告说地狱男爵如果活着就会毁灭人类，而她将因此而受苦最深，但莉兹还是恳求饶了地狱男爵的命。天使从地狱男爵的胸口取出碎片，并告诉莉兹给他一个活下去的理由。她向地狱男爵透露他将成为一名父亲并且他康复了。
妖精带领队伍来到黄金军团的安息之地，努阿达在那里等待着他们。阿部给了他最后一块王冠，努阿达唤醒了黄金军团，命令他们杀死这支队伍。地狱男爵向努阿达挑战军队指挥权。由于地狱男爵是地狱王室的成员，努阿达必须接受挑战。地狱男爵击败了努阿达并饶了他一命，但努阿达试图刺伤他。努阿拉（Nuala）为了阻止她的兄弟而自杀，垂死的努阿达（Nuada）告诉地狱男爵（Hellboy），他必须选择人类或魔法生物必须死亡。在努阿拉去世前，安倍在心灵上与她分享了自己的感受。莉兹用她的热动力融化了王冠，永久地瘫痪了黄金军团。
地狱男爵、莉兹、亚伯和约翰从 BPRD 辞职，地狱男爵与莉兹和他们的孩子一起思考未来的生活。莉兹纠正了他，说“宝贝”，从而表明她怀了双胞胎。