Roger Murtaugh, brillant sergent de la police de Los Angeles, se prépare à partir à la retraite. Mais, à la suite d'une imprudence, son coéquipier Martin Riggs dit "Arme Fatale" et lui-même se voient rétrogradés au rang de simple flic. Les deux amis décident alors de poursuivre pour leur propre compte une enquête qu'ils avaient engagée sur un trafic d'armes volées dans leur commissariat.
Des terroristes investissent le siège social d'une multinationale à Los Angeles. Holly, l'ex-femme de John McClane, policier new-yorkais venu sur la côte Ouest pour Noël, est prise en otage. McLane, enfermé dans le bâtiment, passe à l'action...