שלושה מדענים, שדן אקרויד, ביל מארי והרולד ראמיס מגלמים, מוצאים את עצמם מפוטרים מהאוניברסיטה בעקבות ניסויים שנערכו בתחום הרוחות והרפאים. במקום לשקוע בדיכאון, הם מחליטים להקים עסק משלהם בעיר ניו יורק, ומקימים משרד במבנה ישן ששימש בעבר תחנת כיבוי אש. שם הם מתחילים להציע שירותים של תפיסת רוחות רפאים, ומכאן גם מגיע השם "מכסחי השדים". לאורך הדרך הם מתמודדים עם מגוון מקרים מוזרים בעיר, כשהם משתמשים בציוד מיוחד וחדשני שפותח על ידם כדי ללכוד את הרוחות המטרידות.
העסק שלהם צובר פופולריות, אך יחד עם זאת מתגלה כי מעבר לעולמנו נפתח שער לממד אחר, ממנו מתגנב כוח אפל ומאיים על שלום התושבים. סיגורני ויבר מצטרפת לסיפור בתפקיד מרכזי, כשהיא מלווה את הצוות במאבק נגד האיום המסתורי. הרוחות האפילות הולכות ומתחזקות, והמציאות מתערערת ככל שהשער נשאר פתוח. על מכסחי השדים מוטלת המשימה לסגור את הפורטל לפני שהכוח הרע יצליח להשתלט על העיר כולה. במהלך הקרב המכריע הם נאלצים להתמודד עם סכנות שלא הכירו, לשלב כוחות ולמצוא פתרונות יצירתיים כדי לעצור את האיום. הסרט מציג שילוב של קומדיה, פעולה ופנטזיה, כשהדמויות הראשיות משתמשות בחוכמה, אומץ והומור כדי להציל את ניו יורק מהשדים שמאיימים להשתלט עליה. האיזון בין רגעי מתח לקטעי הומור הופך את העלילה לסוחפת ומלאת הפתעות, כשהגורל של העיר תלוי בידיהם של מכסחי השדים.
