Cobb (Leonardo DiCaprio) is een wetenschapper die een onverwachte doorbraak maakt in zijn werk en een potentiële aansluiting vindt tussen de geest en het heelal die alles kan veranderen wat wij over onszelf weten. Cobb en zijn team vinden een manier waarin de mens zich - via een injectie - kan verplaatsen in de gedachten en dromen van andere mensen. Het team wordt op een zaak gezet om een misdaad op te lossen en informatie vanuit andere gedachten te winnen. Er is echter al snel een persoon die Cobb probeert de chanteren. Vanaf dat moment beginnen dingen goed mis te gaan...