Film The Fall Guy membawa penonton ke balik layar gemerlap Hollywood, mengikuti kisah Colt Seavers, seorang penata laga (stunt performer) yang kariernya hancur dan hatinya patah. Setelah mengalami cedera punggung parah dalam sebuah adegan laga yang gagal, Colt meninggalkan gemuruh set film dan juga hubungannya dengan Jody Moreno, kekasihnya yang bekerja sebagai juru kamera. Kehidupan barunya jauh dari sorotan, menjadi sekadar petugas parkir di sebuah restoran kecil.
Delapan belas bulan berlalu, dan nasib tampaknya punya rencana lain untuk Colt. Ia dihubungi oleh Gail Meyer, produser film yang kini tengah menggarap debut penyutradaraan Jody, sebuah film opera luar angkasa berjudul Metalstorm yang dibintangi oleh bintang laga terkenal, Tom Ryder. Gail meminta Colt datang ke Sydney untuk bergabung dengan produksi. Namun, sesampainya di lokasi syuting, Colt menyadari bahwa Jody ternyata tidak memintanya datang dan masih menyimpan kemarahan atas perpisahan mereka. Film yang sedang digarap Jody pun tampaknya menjadi sarana untuk mengekspresikan perasaannya terhadap Colt.
Di tengah suasana yang canggung itu, Gail mengungkapkan alasan sebenarnya ia memanggil Colt. Tom Ryder tiba-tiba menghilang setelah terlibat masalah dengan “orang-orang yang sangat berbahaya.” Gail membutuhkan Colt untuk menemukan Tom sebelum ketidakberadaannya menyebabkan film yang sudah melebihi anggaran itu dibatalkan. Demi menyelamatkan debut penyutradaraan Jody, Colt setuju. Pencariannya membawanya ke berbagai sudut Sydney, dari apartemen Tom hingga kelab malam yang penuh bahaya di mana ia bertemu pengedar narkoba bernama Doone. Penyelidikan Colt semakin rumit ketika ia menemukan sesosok mayat di bak mandi di kamar hotel Tom – mayat yang menghilang begitu saja saat polisi datang.
Produksi Metalstorm tetap berjalan, dan di sela-sela itu, hubungan Colt dan Jody mulai membaik, perlahan menghidupkan kembali sisa-sisa cinta mereka. Namun, Gail kembali menginterupsi, mencoba memaksa Colt kembali ke Amerika Serikat. Merasa ada kejanggalan, Colt justru semakin gencar mencari Tom. Ia berhasil melacak asisten pribadi Tom, Alma Milan, yang memberinya ponsel Tom – benda yang ternyata sangat dicari oleh Tom maupun Gail. Colt dan Alma diserang oleh tim keamanan Tom yang dipimpin oleh Dressler, memicu kejar-kejaran seru di jalanan Sydney. Bersama sahabat lamanya, Dan Tucker, koordinator stunt di Metalstorm, Colt berhasil membuka ponsel Tom dan menemukan video mengerikan: rekaman Tom yang mabuk secara tidak sengaja membunuh pemeran penggantinya, Henry Herrera (mayat di bak mandi), saat sedang berlatih tanding.
Sebelum Colt bisa melakukan apa pun, mereka diserang lagi, dan ponsel berisi bukti itu hancur. Dan berhasil melarikan diri, tetapi Colt ditangkap dan dibawa ke hadapan Tom, yang selama ini bersembunyi atas arahan Gail. Tom mengungkap kebenaran yang mengejutkan: Gail merencanakan untuk menjebak Colt atas pembunuhan itu menggunakan teknologi deepfake untuk mengganti wajah Tom dengan wajah Colt di video tersebut. Tom juga mengakui bahwa ia sengaja mengatur kecelakaan yang mengakhiri karier Colt karena iri pada sorotan yang didapat Colt. Mayat Henry ditemukan, dan video deepfake itu pun disebarkan ke media. Gail berusaha meyakinkan Jody bahwa Colt bersalah. Namun, Colt berhasil meloloskan diri, dan ia dinyatakan tewas setelah kejar-kejaran kapal berakhir dengan ledakan. Untungnya, Colt selamat.
Keesokan harinya, Tom muncul di lokasi syuting Metalstorm, dan produksi dilanjutkan seolah tidak terjadi apa-apa. Colt kembali secara diam-diam dan berhasil meyakinkan Jody tentang ketidakbersalahannya. Dengan cerdik, mereka menyusun rencana. Mereka memancing Tom untuk berpartisipasi dalam adegan laga sambil secara rahasia memasang mikrofon padanya. Sementara sisa tim stunt, dipimpin oleh Dan, menahan pengawal Tom, Colt dan Jody berhasil membuat Tom mengakui perbuatannya. Gail yang panik mencuri rekaman itu di bawah todongan senjata dan mencoba melarikan diri dengan helikopter bersama Tom. Namun, Jody membantu Colt melompat ke atas helikopter di udara. Colt berhasil merebut kembali rekaman bukti dan jatuh ke matras pengaman yang sudah disiapkan Dan. Sementara itu, helikopter yang ditumpangi Gail dan Tom jatuh.
Di San Diego Comic-Con, trailer film Metalstorm tayang perdana dengan Jason Momoa sebagai pemeran utama baru dan Alma sebagai produser baru. Film ini pun menjadi sukses besar di box office. Nama Colt dibersihkan dari segala tuduhan, dan ia kembali menjalin hubungan dengan Jody. Dalam adegan pasca-kredit, Gail dan Tom selamat dari kecelakaan helikopter, tetapi pihak berwajib datang untuk menangkap mereka. Tom mencoba melarikan diri dan meninggalkan Gail untuk ditangkap, tetapi ia secara tidak sengaja memicu serangkaian kembang api yang dikendalikan dari jarak jauh dan meledak.
