La película se inicia con los créditos finales de The Human Centipede (First Sequence). La cámara se aleja, para mostrar que la película está siendo reproducida en un ordenador portátil por un hombre en la cabina de peaje de un aparcamiento. Se trata de un hombre de nacionalidad británica, que sufre de asma, sobrepeso, enfermo mental, de mediana edad y reducida estatura, que se llama Martin. Vive en un pequeño apartamento con su abusiva madre (Vivien Bridson). Mientras está en casa sus vecinos quejan de que escuchan la música que le gusta durante todo el día o noche. El Doctor Sebring (Bill Hutchens) sospecha que Martin sufrió abusos sexuales, en reiteradas ocasiones, por parte de su padre, que se encuentra en prisión (esta sospecha queda confirmada cuando Martin recuerda a su padre [cuya es voz interpretada por Tom Six] violándole).
Martin está obsesionado con The Human Centipede (First Sequence) y la vé repetidamente en su casa y en su trabajo. En un momento dado, se muestra al protagonista masturbándose, con un papel de lija envuelto alrededor de su pene. Tiene además un ciempiés como mascota y un libro de recuerdos de la película. Cuando su madre destruye su libro, Martin aplasta su cráneo y coloca su cadáver en la cocina. Martin, en ese momento, decide recrear el experimento que vio retratado en The Human Centipede (First Sequence). Sin formación médica, reúne una variedad de utensilios de cocina, herramientas de carpintería y artículos de hogar, y se los lleva en una valija hacia un almacén sucio y abandonado, para recrear el experimento de la película. Pero, Martin tiene la intencion de unir, no solo a tres personas, sino la "secuencia completa (Full Sequence)", con doce personas.
Durante la trama, telefonea a los tres actores de la primera parte, aparentando ser un agente de casting de Quentin Tarantino, para tratar de llevarlos a Londres. Solo Ashlynn Yennie (actuando como ella misma), lo hace.