Film Shin Kamen Rider hadir sebagai sebuah interpretasi ulang yang segar dan modern dari kisah klasik Kamen Rider, ikon pahlawan super Jepang yang telah melegenda. Disutradarai oleh sineas ternama, film ini membawa penonton dalam petualangan Takeshi Hongo, seorang pengendara motor yang hidupnya berubah drastis setelah diculik oleh organisasi misterius bernama SHOCKER.
SHOCKER, yang merupakan singkatan dari Sustainable Happiness Organization with Computational Knowledge Embedded Remodeling, ternyata bukanlah organisasi biasa. Mereka memiliki ambisi gelap untuk menciptakan kebahagiaan yang berkelanjutan bagi umat manusia, namun dengan cara yang mengerikan: mengubah manusia menjadi hibrida hewan sintetik yang mereka sebut Augments atau Augs. Hongo sendiri menjadi korban eksperimen mereka dan diubah menjadi Grasshopper-Aug 01.
Namun, takdir berkata lain. Sebelum sepenuhnya dicuci otak oleh SHOCKER, Hongo berhasil dibebaskan oleh Ruriko Midorikawa, seorang mantan anggota organisasi tersebut. Pelarian mereka tidak berjalan mulus. SHOCKER segera mengirim agen eksekutif mereka, Spider-Aug, untuk menangkap kembali Hongo dan Ruriko. Dalam pertempuran sengit, Hongo yang kini memiliki kekuatan luar biasa berkat transformasi Augment-nya, berhasil menyelamatkan Ruriko.
Keduanya kemudian berlindung di rumah persembunyian ayah Ruriko, Dr. Hiroshi Midorikawa. Sang dokter mengungkapkan rahasia besar: Hongo adalah Augment mahakaryanya, yang diciptakan khusus untuk mengalahkan SHOCKER. Dipilihnya Hongo bukan tanpa alasan. Dr. Midorikawa tahu bahwa Hongo memiliki keinginan kuat untuk memiliki kekuatan, terutama setelah kematian ayahnya yang seorang polisi. Ia menjelaskan bahwa sumber kekuatan super Hongo berasal dari energi kehidupan yang disebut prana.
Keberadaan mereka di rumah persembunyian tak bertahan lama. Spider-Aug kembali menyerang, kali ini dengan lebih ganas. Sayangnya, Dr. Midorikawa menjadi korban dan Ruriko kembali diculik. Namun, kegigihan Hongo tak dapat dipatahkan. Ia berhasil mengalahkan Spider-Aug dan menyelamatkan Ruriko untuk kedua kalinya. Setelah melewati serangkaian kejadian traumatis ini, Hongo akhirnya menyadari tanggung jawab besar yang dipikulnya. Ia bertekad untuk menggunakan kekuatannya demi kebaikan, menanggalkan identitas Grasshopper-Aug, dan menobatkan dirinya sebagai “Kamen Rider.” Ruriko, meskipun awalnya tidak sepenuhnya percaya pada Hongo, akhirnya menyadari bahwa ia harus bergantung pada kemampuan pahlawan baru ini.
Kisah berlanjut ketika dua agen pemerintah misterius mendekati Hongo dan Ruriko. Mereka menawarkan aliansi untuk bersama-sama menghancurkan SHOCKER, dengan imbalan informasi rahasia tentang organisasi tersebut. Ruriko mengungkapkan fakta mengejutkan tentang SHOCKER: organisasi ini awalnya didirikan oleh seorang miliarder idealis dengan tujuan mulia untuk membawa kebahagiaan bagi umat manusia. Namun, setelah kematian sang miliarder akibat bunuh diri, kendali SHOCKER jatuh ke tangan kecerdasan buatan (AI) yang salah menginterpretasikan tujuan awal penciptanya. AI tersebut kini percaya bahwa keselamatan manusia hanya dapat dicapai melalui penaklukan dan penindasan.
Atas permintaan agen pemerintah, Kamen Rider dan Ruriko mulai menjalankan misi untuk mengalahkan Augs yang mengancam masyarakat. Salah satu Augs yang mereka hadapi adalah Hiromi, teman dekat Ruriko yang tragisnya diubah menjadi Wasp-Aug. Ketika Kamen Rider menolak untuk membunuh Hiromi, agen pemerintah kejam tersebut menembaknya dengan racun Scorpion-Aug. Tragedi kembali menimpa Ruriko ketika kakaknya, Ichiro, terbangun sebagai Butterfly-Aug. Sebelum Ruriko sempat menyelesaikan kode penekan untuk Ichiro, kakaknya itu telah berubah menjadi ancaman yang mengerikan. Ichiro, yang menyimpan dendam mendalam terhadap manusia akibat kematian ibunya, berencana mengirim jiwa seluruh umat manusia ke dimensi neraka yang disebut Habitat Realm.
Kamen Rider dan Ruriko berusaha menghentikan Ichiro, namun mereka kewalahan. Dalam situasi genting tersebut, Kamen Rider bertemu dengan Hayato Ichimonji, seorang rekrutan SHOCKER yang telah diubah menjadi Grasshopper-Aug 02. Meskipun terluka parah, Kamen Rider berhasil melarikan diri bersama Ruriko. Lebih dari itu, Ruriko berhasil membebaskan Ichimonji dari cuci otak SHOCKER. Namun, kebahagiaan mereka tak berlangsung lama. Ruriko tewas di tangan K.K.-Aug, yang kemudian dengan cepat dikalahkan oleh Ichimonji.
Setelah pulih dari luka-lukanya, Kamen Rider menemukan pesan terakhir Ruriko melalui helmnya. Ruriko menjelaskan bahwa ia kalah dari Ichiro karena prana kakaknya jauh lebih kuat, namun ia telah mentransfer kode penawar ke helm Kamen Rider. Ia juga mengungkapkan kebahagiaannya selama bersama Kamen Rider. Setelah berduka atas kepergian Ruriko, Kamen Rider mencoba mengajak Ichimonji untuk bekerjasama, namun gagal. Ia kemudian meminta bantuan terakhir kepada dua agen pemerintah sebelum akhirnya menghadapi Ichiro.
Kamen Rider dihadang oleh pasukan Grasshopper-Augs, namun secara tak terduga diselamatkan oleh Ichimonji, yang kini menamai dirinya “Kamen Rider No. 2.” Keduanya bekerjasama untuk mengalahkan pasukan Augs. Ketika mereka akhirnya berhadapan dengan Ichiro, ia berubah menjadi wujud sempurnanya, Kamen Rider No. 0, yang sangat kuat meskipun sumber prananya telah dihancurkan. Dengan kerjasama apik, Kamen Rider dan Kamen Rider No. 2 berhasil melepaskan helm Ichiro dan menggantinya dengan helm Kamen Rider. Di dalam helm tersebut, Ichiro berinteraksi dengan jiwa Ruriko dan keduanya berbaikan. Namun, penggunaan prana yang besar menyebabkan Ichiro dan Kamen Rider tewas.
Sebagai bentuk penghormatan terakhir atas permintaan Kamen Rider, dua agen pemerintah memberikan helmnya kepada Ichimonji. Mereka juga mengungkapkan bahwa jiwa Ruriko telah diamankan di lokasi yang aman, dan bahwa Kamen Rider ingin Ichimonji meneruskan nama “Kamen Rider” dan mengalahkan SHOCKER. Ichimonji, atas nama Kamen Rider dan Ruriko, setuju untuk bekerjasama dengan kedua agen pemerintah, yang memperkenalkan diri sebagai Tachibana dan Taki. Dengan setelan baru dan helm Kamen Rider yang telah diperbarui, Ichimonji berinteraksi dengan jiwa Kamen Rider yang kini berada di dalam helm tersebut. Keduanya, yang kini dikenal sebagai “Kamen Rider No. 2+1,” melanjutkan perjuangan mereka ke masa depan yang penuh tantangan.