美国得克萨斯州休斯敦市。几个跳舞的年轻人在下水道附近发现一只被砍下来并被丢弃的手后向警方报了案。休斯敦警局立即展开调查，警察在下水道里又发现了装在袋子里的若干只手，并且每只手的手掌上都标有按顺序排列的数字。年轻女侦探奥得莉·麦克利（
艾利·沃克饰）奉命协助休斯敦警局破案。与此同时，精神病医院的医生给警察局打来电话说可以提供一些情况，麦克利前往精神病医院进行调查。经过一系列周密的调查、取证，最终使这起扑朔迷离的残手案真相大白。
影片的情节和色调氛围乃至音响无不给人以一种刻意营造的恐怖感，在前百分之九十的时间里，可谓扑朔迷离、高潮迭起，把观众的胃口高高地吊了起来。影片的开头部分，警方围绕几只被丢弃的少年断手展开了缜密的侦查，接着找到一个受害的男孩子，又顺藤摸瓜寻到了一个隐藏于幕后的变态断手狂。这个杀手具有非常专业的技术，可以推测是个外科医生。影片在关键的时刻充满了叙事陷阱：这个医生为什么要切断包括自己的孩子在内的这些孩子的手？这些手是不是被扔进了河流？如果是，那么这些被困在小木屋中的受害孩子又是怎么被接上了新手？新手又是从哪里来的？所有这些好莱坞电影中必要的交代都付之阙如，而每一次高潮的推进又充满了不可预知和不连贯性。但是这种碎裂的情节安排却不会让人质疑，因为影片并不在于提供一种合理的情境和线索，创造一个完美的幻觉，而是制造一波又一波的虚构和幻象来表达一种诉求和理念。明亮的天空、青翠的草坪、充满活力的孩子与阴暗的地下室、恐怖的金属刑具、一张阴险而狰狞的男人的脸造成一种截然的反差。这种反差的镜头被反复使用，让人不由自主地感受到一种呼吸的艰辛和压抑。两个空间的截然对峙和不同情景的画面的拼贴产生的速度感、节奏感冲击着观众视听感官，同时也挑动和控制着观众的情绪和情感。一幅表现复杂、危机四伏的社会现状的素描跃然屏幕。
应该说，《当树枝折断时》直接承继了好莱坞类型片的情节模式并糅合了“黑色电影”的元素：怪异的空间、阴暗恐怖的地下室和河流、充满杀机的流动售货车、废弃的草坪都与都市生活光明洁净的表象形成落差。在看似荒谬离奇的、复杂散乱的故事中与现代生活的偶然、巧合、光怪陆离形成呼应。影片直到片终人散都没有很明显地告诉观众想知道的答案，随着女警官几颗正义的子弹穿透变态医生的胸膛，一切恶梦结束了，生活又回复了本来的面貌，孩子、阳光、草坪。折断的树枝重新长出新芽，一幅理想主义画面为影片画上一个完美的句号。（《南方都市报》评）