《星际争霸2：虫群之心》的剧情围绕刀锋女王凯瑞甘夺回虫群领导权展开，核心主线是凯瑞甘从被控制的刀锋女王恢复人性并复仇，同时揭示了宇宙中更强大的黑暗势力威胁。具体剧情如下：
背景与开端：在《自由之翼》结尾，凯瑞甘被吉姆·雷诺用萨尔那加神器净化，暂时摆脱了刀锋女王的身份，恢复人类形态。但蒙斯克大帝趁机反扑，利用媒体抹黑雷诺，将其囚禁。凯瑞甘为救雷诺，联合虫群发动攻击，成功解救雷诺后，她意识到自己必须重新掌控虫群，才能对抗蒙斯克和背后的黑暗势力。
凯瑞甘的蜕变与虫群重组：凯瑞甘为恢复刀锋女王的力量，主动寻求原始异虫的帮助。她深入虫巢，接受原始异虫的改造，重新成为刀锋女王，但此次她保留了部分人性。在此过程中，她击败了试图控制虫群的旧部扎加拉，并收服了她，逐步重建对虫群的统治。同时，凯瑞甘与雷诺的关系因她的选择产生裂痕，雷诺虽理解她的无奈，但仍对她的转变感到痛苦。
对抗蒙斯克与帝国：凯瑞甘带领虫群对蒙斯克的泰伦帝国发动全面战争。她利用虫群的强大兵力，摧毁帝国的多个重要据点，包括军事基地和科研设施。在战斗中，凯瑞甘发现蒙斯克背后有更强大的势力支持，即“黑暗之音”，这一势力通过混元体技术试图摧毁星系。蒙斯克只是其傀儡之一，凯瑞甘意识到真正的敌人是黑暗之音及其操控的混元体。
最终决战与蒙斯克的覆灭：在剧情高潮部分，凯瑞甘联合雷诺的游骑兵、星灵的净化者以及部分帝国反抗军，对蒙斯克的首都克哈行星发动总攻。经过激烈战斗，凯瑞甘亲自面对蒙斯克，利用虫群的力量将其击败。蒙斯克在临死前试图用黑暗之音的力量反击，但凯瑞甘凭借自身力量和虫群的支持，彻底消灭了他。
黑暗之音的威胁与结局暗示：蒙斯克死后，凯瑞甘并未放松警惕。她意识到黑暗之音仍在暗中操控一切，这一势力可能是萨尔那加人中的叛徒或幸存者，试图通过混元体技术实现宇宙征服。在《虫群之心》结尾，凯瑞甘决定追寻黑暗之音的踪迹，为《虚空之遗》的剧情埋下伏笔。同时，游戏暗示三大种族（人类、星灵、虫群）需联合起来，才能对抗这一终极威胁。
凯瑞甘与雷诺的关系结局：在击败蒙斯克后，凯瑞甘与雷诺的关系达到新的阶段。雷诺虽对凯瑞甘的转变感到复杂，但仍选择支持她对抗黑暗之音。两人在剧情结尾处共同面对未来，暗示他们将继续并肩作战，为宇宙的和平而努力。
