本片讲述了重案组组长张晨峰被余建明陷害成杀人凶手后，张晨峰被捕后，在刑侦专家周杨与重案组成员的努力 下，成功将真正的连环杀人案的 凶手缉拿归案的故事。
故事设定在1986年，即《招魂3》的五年后。沃伦夫妇因艾德在第三部中经历恶灵事件而突发心脏病，已正式退休，不再从事驱魔工作。他们仍会到大学巡回演讲，但连这类机会也在逐渐减少。一些事件最终还是让他们重返战场。这次的核心案件，是沃伦夫妇生涯中最著名的一起事件之一：斯莫尔家族闹鬼案。据“新英格兰通灵研究协会”（由艾德与洛琳的现实中的女儿朱迪和女婿托尼·斯佩拉负责运营）称，1970年代，珍妮特与杰克·斯莫尔搬入宾夕法尼亚州西皮特斯顿查斯街上的一套复式住宅。随后数年，包括他们的女儿与杰克的父母在内的家人纷纷声称经历了超自然现象，从怪味、怪声到鬼魂骚扰等。
故事发生在第二次世界大战期间，战争的炮火摧毁了平民们赖以生存的家园，无奈之下，他们只得踏上了逃亡的旅程。在一次敌方轰炸中，五岁的女孩保莱（布丽吉特·佛西 Brigitte Fossey 饰）目睹了父母和爱犬被炸死的场面。在恐惧和震惊之中，保莱找到了小狗的尸体，正当她伤心欲绝的时候，名叫麦克（乔吉斯·伯乔利 Georges Poujouly 饰）的男孩出现在了她的眼前。 麦克被保莱悲惨的遭遇所感动了，他说服了自己的父母收养这个可怜的小姑娘，并且为她的小狗制作了一个坟墓。可是，麦克所作的一切都不能减轻保莱的痛苦，看着她悲伤的神情，麦克想到了一个法子。两个孩子收集了战争中死去的动物的尸体，并用偷来的十字架为它们树立了墓碑，然而让两个孩子没有想到的是，正是这一善良的举动造成了他们最终的分离。
龙套演员李大志穷困潦倒，制造自杀以骗取保险，“中环第一插手”段水流在执行任务时意外触碰到机关摔成重伤并失忆，李大志欺骗失忆的段水流。之后，大志不得不接手来自黑道的委托。失忆的段水流营救了酒吧歌手美琪，并在美琪的鼓励下从龙套演员做起。一次去见美琪哥哥，看电影《英雄本色》时忽然记忆恢复，情急混乱中段水流转身离开。李大志伪装成保安找到摆渡人询问黑钱资金事宜，坤哥在监听器中听到，得知大志的背叛，气愤赶往。最后在段水流的设计策划下，李大志和摆渡人离开了所在的城市，黑恶势力一伙被一网打尽，段水流选择了自首，美琪一个人在等待着亲人和爱人的消息。两年以后美琪也做起了演员，李大志重返A市。
