Três anos depois, Machete, que agora trabalha como operário, aceita uma oferta do empresário Michael Booth (Jeff Fahey) para matar o Senador John McLaughin (Robert DeNiro), que quer expulsar todos os imigrantes ilegais do México.

Machete aceita, apenas para ser traído pelos homens de Booth e usado como bode expiatório em um plano para retratar todos os mexicanos como terroristas e convencer a prefeitura a construir uma enorme muralha elétrica para mantê-los fora do país.

Porém, contrariando todas as expectativas, Machete sobrevive e parte em busca de vingança, ajudado por Sartana Rivera (Jessica Alba), uma agente do Departamento de Imigração dividida entre o que dita a lei e o que manda seu coração; Luz (Michelle Rodriguez), uma vendedora de tacos com mãos rápidas e um coração revolucionário; Padre (Cheech Marin), seu irmão, um padre que é bom com bênçãos, mas melhor com armas; e April Booth (Lindsay Lohan), a filha de Booth e uma socialite viciada em adrenalina e com um gosto por armas de fogo.

No caminho de Machete, estão não apenas McLaughin e suas conexões políticas e Booth e sua infindável lista de assassinos, mas também o Tenente Stillman (Don Johnson) e sua cruel patrulha da fronteira e Torres e seu cartel de traficantes impiedosos.