Han transcurrido tres años desde los acontecimientos del primer juego. Sebastián Castellanos ha perdido su trabajo y la confianza en sí mismo y en los demás. Su mujer le había dejado varios años antes, después de que Lily, su hija, muriera supuestamente en un sospechoso incendio que se produjo en su hogar. Vive solo y reparte su tiempo entre la infructuosa investigación de Mobius y el alcohol. Pero, por primera vez en varios años, ve un destello de esperanza cuando su antigua compañera, Juli Kidman, vuelve a entrar en su vida para ofrecerle la oportunidad de redimirse. Según ella, Lily, la hija de Sebastián, sigue viva y está siendo retenida por Mobius, que ha convertido su cerebro en el «Núcleo» de su nuevo sistema STEM. Si Sebastián acepta regresar al mundo de pesadilla de STEM, podrá borrar el mayor fracaso de su vida y salvar a su hija.

Cuando Sebastián llega a Union, encuentra al equipo de Mobius sumido en el caos, en medio de una ciudad que se desmorona, poblada por las pesadillas de aquellos que luchan por controlarla... y por controlar a Lily, cuyo estado mental se deteriora a una velocidad alarmante y arrastra lentamente ese mundo hacia un caos mayor. El tiempo apremia. Sebastián debe encontrar a su hija antes de que Union se colapse, pero para ello tendrá que enfrentarse a sus demonios interiores, además de a otras criaturas monstruosas conjuradas por las mentes de los sádicos que luchan por controlar STEM.