Welkom bij Rekall, het bedrijf dat ervoor zorgt dat uw dromen werkelijkheid worden. Hoewel hij een mooie vrouw heeft van wie hij zielsveel houdt (Kate Beckinsale), klinkt dit als muziek in de oren van fabrieksmedewerker Douglas Quaid (Colin Farrell), en de perfecte gelegenheid om zijn gefrustreerde leven even te kunnen vergeten. Echte herinneringen aan het leven als superspion, is misschien precies wat hij nodig heeft. Maar als er iets vreselijk misgaat gedurende de procedure, wordt Quaid een opgejaagd man. Als de politie – onder leiding van Chancellor Cohaagen (Bryan Cranston), de leider van de vrije wereld – een zoektocht naar hem instelt, gaat Quaid samenwerken met een rebellenstrijder (Jessica Biel) om de leider van het ondergrondse verzet (Bill Nighy) te zoeken en Cohaagen te stoppen. De grens tussen fantasie en realiteit vervaagt en het lot van de wereld staat op het spel terwijl Quaid zijn ware identiteit, liefde en lot ontdekt.