Metro 2033'te 2033 yılında, nükleer savaş sonrası Moskova metrosunda hayatta kalmaya çalışan Artyom'un hikayesi anlatılır. Artyom, Hunter adlı bir askerden metronun, "Karaderililer" olarak adlandırılan yaratıklar tarafından tehdit edildiğini öğrenir. Yolculuk boyunca çeşitli anomaliler nedeniyle hayaller görür ve Sovyetler, Naziler tarafından işgal edilmiş, mutantlar tarafından istila edilmiş bölgelerden geçer. Artyom, Miller adında bir Ranger ile tanışır ve Miller, Karaderililer'i yok edebilecek bir füze ambarının yerini bildiğini söyler. Oyunun iki farklı sonu vardır: Normal/kötü son: Artyom füzeleri ateşler ve Karaderililer yok edilir. Alternatif/iyi son: Artyom, Karaderililer'in barışçıl bir çözüm istediğini düşünerek lazer cihazını yok eder.