Bajirao Singham yang diperankan oleh Ajay Devgn kini hidup sebagai pria keluarga yang tegas namun penuh kasih. Ia menikah dengan Avni Kamat (diperankan oleh Kareena Kapoor Khan), seorang wanita cerdas yang bekerja di Kementerian Kebudayaan. Dari pernikahan itu, mereka dikaruniai seorang putra bernama Shaurya (diperankan oleh Viren Vazirani). Hidup mereka terlihat sempurna, sampai akhirnya tugas baru membawa Singham ke Srinagar selama tiga tahun sebagai DCP.

Namun, kedamaian itu tidak berlangsung lama. Saat bertugas di sana, Singham diserang oleh Omar Hafeez (diperankan oleh Jackie Shroff), pemimpin kelompok Lashkar yang terkenal kejam. Omar dulu melarikan diri dari Pakistan ke Sri Lanka dan kini berbisnis narkoba untuk membiayai aksi terornya. Setelah dua anaknya, Riyaaz dan Raza, tewas akibat rencana yang gagal, Omar kini haus balas dendam. Meskipun berhasil ditangkap, Omar malah menantang Singham dengan dingin, memperingatkan bahwa bahaya besar akan datang bagi Singham, Simmba (diperankan oleh Ranveer Singh), dan Sooryavanshi (diperankan oleh Akshay Kumar), tiga polisi yang membunuh anak-anaknya.

Ancaman itu membuat Singham semakin waspada. Ia menemui Menteri Dalam Negeri Raj Jaishankar (diperankan oleh Ravi Kishan) dan membeberkan fakta tentang sindikat narkoba yang menyalurkan barang haram dari Sri Lanka ke pesisir Tamil Nadu. Lebih parahnya lagi, uang hasil jual beli itu digunakan untuk mendanai serangan teror ke India. Mendengar hal itu, Jaishankar langsung membentuk tim elit bernama Shiva Squad yang dipimpin oleh Singham bersama dua rekannya, ACP Daya (diperankan oleh Dayanand Shetty) dan ACP Devika (diperankan oleh Shweta Tiwari). Misi mereka jelas: menghancurkan Lashkar sebelum terlambat.

Dua tahun pun berlalu. Avni, yang kini sibuk menggarap teater Ramlila, terlihat bahagia dengan kehidupan barunya. Tapi di sisi lain, Singham tetap berjuang di lapangan. Ia menangkap kapal misterius yang berlayar dari Sri Lanka dan menemukan tumpukan narkoba di dalamnya. Empat orang pekerja ditahan, dan dari interogasi terungkap nama berbahaya, Danger Lanka.

Tiga kaki tangan Lanka diketahui bersembunyi di Madurai. Singham segera meminta bantuan DCP Shakti Shetty (diperankan oleh Deepika Padukone) untuk menangkap mereka. Shakti berhasil, tapi malam itu juga, kantor polisi diserang. Semua polisi terbunuh, dan ketiga tahanan melarikan diri bersama Lanka. Shakti dilanda rasa bersalah, namun Singham menguatkannya. Ia tahu, pertarungan ini baru dimulai.

Di saat bersamaan, Avni pergi ke Rameshwaram untuk keperluan syuting bersama rekan kerjanya, Mrigya (diperankan oleh Sara Arfeen Khan). Singham mengutus Daya untuk mengawal mereka. Tapi semua berubah tragis, Avni diculik oleh Danger Lanka (diperankan oleh Arjun Kapoor) dan ternyata, Mrigya adalah pengkhianat.

Singham dan timnya langsung bergerak ke Rameshwaram. Daya berhasil menyelamatkan Avni untuk sementara, tapi dalam baku tembak yang brutal, ia terluka parah. Sebelum ditangkap lagi, Avni sempat melempar gelang pemberian Singham, berharap suaminya menemukannya. Beruntung, ACP muda bernama Satya Bali (diperankan oleh Tiger Shroff) datang tepat waktu dan membawa Avni ke rumahnya.

Saat Singham tiba, ia menemukan Daya dalam kondisi kritis dan langsung mengevakuasinya dengan helikopter. Tak lama kemudian, ia menemukan gelang Avni, tanda bahwa istrinya masih hidup. Namun, bahaya datang lagi. Danger Lanka menyerang rumah Satya, menembak Avni, dan menculiknya untuk kedua kalinya.

Saat itulah identitas asli musuh terungkap. Danger Lanka sebenarnya adalah Zubair Hafeez, cucu Omar Hafeez (diperankan oleh Jackie Shroff). Ia ingin membalas dendam atas kematian ayah dan pamannya. Mrigya, yang selama ini berpura-pura jadi teman Avni, ternyata adalah Iqra Hafeez, bibi Zubair dan istri dari Raza yang tewas. Mereka berdua telah tinggal di India selama dua tahun untuk memata-matai Singham dan istrinya.

Zubair menantang Singham: bawa Omar, Simmba, dan Sooryavanshi ke Sri Lanka jika ingin istrinya kembali hidup-hidup. Dengan tekad membara, Singham berjanji akan menyelamatkan Avni, apapun risikonya.

Simmba pun ikut turun tangan. Ia pergi ke Kolombo untuk memastikan Avni masih hidup. Di sana, ia sempat dijebak, tapi berhasil melarikan diri dan menghancurkan markas musuh. Sementara itu, Singham tiba diam- diam di Sri Lanka dengan bantuan agen RAW.

Pertarungan besar pun pecah. Shakti dan Satya datang membantu, dan Sooryavanshi muncul dengan helikopternya di detik-detik terakhir. Mereka bertempur habis-habisan, hingga akhirnya Avni berhasil diselamatkan dan pasukan Zubair ditumpas. Singham sendiri yang menuntaskan dendam itu dengan menewaskan Zubair Hafeez.

Mereka semua kembali ke India dengan selamat. Omar Hafeez pun dibawa pulang untuk diadili. Setelah semua badai berlalu, Avni akhirnya menuntaskan pertunjukan Ramlila yang ia buat dengan sepenuh hati, dan kali ini, pertunjukan itu menjadi sukses besar.

Tapi, apakah kemenangan Singham benar-benar akhir dari segalanya, atau justru awal dari ancaman yang lebih besar?