« Pretty Little Liars : Killer » est l’histoire d’un groupe d’adolescents qui sont forcés de résoudre le mystère derrière la mort de leur ami Ali. Le récit commence par un souvenir collectif du jour où les cinq filles se sont rencontrées, lorsque quatre d’entre elles (Emily, Hanna, Spencer et Aria) ont tenté de voler le morceau de drapeau de l’école d’Ali. Cependant, ils découvrent qu’il a déjà été volé. Après la mort d’Ali, de nos jours, les filles pensent avoir vu le corps de Ian, le suspect accusé à tort du meurtre, dans les bois. Cependant, ils reviennent pour découvrir que le corps a disparu.
Pendant ce temps, chaque fille a ses propres problèmes personnels à gérer, alors qu’elle continue de recevoir des SMS et des e-mails harcelants de « A », une source anonyme. Aria a emménagé avec son père et sa jeune petite amie enceinte, après que le petit ami de sa mère ait commencé à la harceler. Emily est bisexuelle et sort avec un garçon, dont la mère en a pour elle. Pendant ce temps, la demi-soeur d’Hanna, Kate, essaie de prendre le contrôle de sa vie, et elles se disputent toutes les deux le même garçon, Mike (le frère cadet d’Aria). Enfin, les parents de Spencer ont été très froids avec elle et elle en est venue à croire qu’elle était adoptée, traquant finalement sa mère biologique jusqu’à une femme à New York, qui veut la rencontrer.
Aria commence également une romance avec le frère d’Ali, Jason, qui est étrange mais beau. Il s’enfuit, cependant, quand Aria l’invite à l’ouverture d’une galerie dans une ancienne maison pour garçons dérangés, qui est maintenant un hôtel. Pendant ce temps, la romance d’Emily avec Isaac est testée lorsqu’ils ont des relations sexuelles et que sa mère les surprend peut-être, et menace plus tard Emily. Au début, il refuse de la croire, mais confronte plus tard sa mère et découvre qu’Emily disait la vérité. Au même moment, Spencer, utilisant l’ordinateur de sa sœur, reçoit des messages de Ian, confirmant qu’il est toujours en vie. Elle est préoccupée par Olivia, sa mère biologique, qu’elle a rencontrée à New York, et qui veut qu’elle s’y installe aussi. Cependant, après avoir appelé l’agent immobilier d’Olivia, Spencer découvre que tout cela n’était qu’un canular et que tout l’argent de son université a été pris.
Le soir de l’ouverture de la galerie, tout se complique et les filles réalisent séparément divers éléments qui, ensemble, les amènent à réaliser qu’un policier, l’officier Wilden et Jason ont dû assassiner Ali ensemble. Une fois que Ian l’a confirmé sur l’ordinateur, quelqu’un essaie de mettre le feu aux bois et aux filles. Dans la retombée, alors que tout le monde est sain et sauf, les filles se rendent compte que quelqu’un les a rejointes : Ali.