神父发现教堂内被摆放一尊华丽天使像，令他惊惧的是天使是具女性尸体，凶手以颜料，大量羽毛，水晶亮片将遗体打扮成天使的样子。
警方调查后发现，受害者是性工作者，这起案件的作案手法与五年前，遭逮捕自称艺术家的连环杀人魔勒福维尔的当初的作案手法如出一辙。
这一发现，引起了警方的高度重视，但艺术家目前正关在监狱中，并且两个星期即将执行死刑，他会坐上电椅结束他罪恶的一生。
警方认为，人不可能是他杀的，警长断定是有其他人在模仿他的手法，负责侦办的警探杰克和玛丽·凯利，为了尽快抓到这名模仿犯，决定到监狱提审勒福维尔。
五年前为了逮捕勒福维尔，追捕过程中，杰克的搭档齐克被焚死亡，杰克困此非常痛恨杀人魔勒福维尔，不想再看见他，由玛丽单独与勒福维尔见面谈话。
勒福维尔听了玛丽的要求，答应帮助她，但是他有个条件，要求撤除死刑，改判无期徒刑，另外，他的画具和雕塑用品都要送过来，让他可以继续创作。
玛丽答应了他的条件，可勒福维尔每次都东拉西扯，就是不说重点，紧接着第二具第三具天使尸体出现，每具天使尸体手部都藏一样物品，指甲油，指南针，堕落天使，地狱烈火画像，期间副州长遭到绑架，杰克炸锅了，痛骂勒福维尔根本就耍着他们玩。
玛丽被监狱医护单位开除的男看护员闯入家中袭击，警方追捕他时，他语气严厉对玛丽说：当你去敲地狱大门，魔鬼就会来找你！说完，当着玛丽的面跳楼，身亡！
根据种种线索，这名男子被指控为天使尸体的模仿犯，但是玛丽和杰克找到勒福维尔母亲的住所时发现，房内有各种美术用品和一具干尸的遗体，玛丽推断是勒福维尔的母亲。
玛丽气急败坏再去找勒福维尔，指责他说话不算话，勒福维尔微笑：我说过一定会帮助你的，然后给了玛丽一个地址，大批警察找到那里，发现被骗了！
玛丽在勒福维尔替她雕塑的头像找到张纸条，和杰克赶去，发现整面墙都是玛丽的照片，杰克呼叫支持，玛丽找到被捆绑的副州长，寻找钥匙时，副州长所说的恶魔竟然是杰克！
《思维笼》效仿曾轰动一时的《沉默的羔羊》，为了破案，警察到监狱和杀人魔谈话，希望能从他口中问出线索。
约翰·马尔科维奇饰演的杀人魔语气冷冽的说童年母亲看到他画耶稣像，情绪失控大暴走，狠推害他摔倒，脑袋受伤，长达一年靠轮椅代步，这也开启了他非凡的超能力。
前一小时，杀人魔废话特别多，警察像无头苍蝇跑来跑去，女警不断做噩梦，丈夫表情阴冷，觉得这对夫妻间水很深，真凶未揭晓前，我把他当成凶手，他是为了爱背弃上帝的离职神父。
结果剧情峰回路转，杀人魔的超能力就是他画了某人的画像，就能让自己的灵魂进入那人的身体，操控那人绑架杀人并将其制作成天使尸体。
女主角也不是省油的灯，说是为救人才杀死自己的搭档，认真说起来，杰克也是受害者。
女警观察到杀人魔习惯咬铅笔头，送给他美术用品时，在铅笔头涂抹蓖麻毒蛋白，让他因此中毒死翘翘。
这手段叫什么？一山还有一山高是吧？
本片讲述杀人制成天使标本的模仿犯出现，警方透过访谈原创者及调查宗教神话追查凶手，而后竟是能靠着抽离灵魂并附身操控的元凶操控一切，最终女警探观察关键要点毒杀真凶。
故事主题结合连环谋杀与宗教传说为基底开展，从恐怖惊骇又庄严肃穆的天使标本起始，串联凶手犯行和警方追缉以及酝酿周遭嫌疑人的历程，期间透过悬疑诡谲气息带动惊悚爆发。
而主谋利用时间差总比警方调查早先又连续犯案作风大胆，但大型艺术移动不被民众发现的逻辑性有待商榷，其中也穿插泛黄色调影像补述记忆往事，扩充主轴历来的连贯与完整性。
当中提及的天使「萨麦尔」，在相关经典表示为七宗罪中愤怒的代名词，又因为主谋幼时经历家庭问题，形塑才华横溢却心灵扭曲的转变，但绘制肖像画能灵魂附体满新颖也挺滑稽。
另外在人体标本制作过程颇为触目惊心，在女警夫妻被神秘人滋扰和探查秘密基地也充满紧绷感，最后毒杀主谋的手段串接前后铺陈和结果满细致，但罪名由男警探承担也蛮可悲的。