该电影讲述了10年前在一起奇怪的事故中独自生还的失忆少女子允，在一对老夫妇的抚养下长大。为了贴补家用，子允参加了某档电视节目，但让她没想到的是，就在节目播出后，开始有各种奇怪的人出现在她面前……

比尔（杰里米•希尔伯德 Jeremy Theobald 饰）是个游手好闲的作家，借跟踪陌生人打发时间。这让他体验到形形色色的人生，很神秘，也很刺激。不过，有一次，比尔盯上了一个西服革履的家伙克布（艾利克斯•浩尔 Alex Haw 饰）。尾随到餐厅之后，他却被对方识破，只得摊牌。克布是个贩卖盗版光碟的商贩，此外还做拧门撬锁的勾当。克布带着比尔潜入了陌生人家中，但比尔发现克布根本不取财物，而是寻找主人蓄意掩盖的隐私。同时，克布还提醒比尔要注意仪表。后来，比尔认识了一个神秘的金发女人（露西•拉塞尔 Lucy Russell 饰）。在酒吧，比尔主动与她调情，但是对方冷若冰霜。原来她是黑社会大佬的女人，但是不可遏制的激情让比尔失去了理智，从而堕入了万劫不复的深渊……

结婚纪念日当天，CIA特工伊芙琳·绍特（安吉丽娜·朱莉 Angelina Jolie 饰）受命审讯一名投案自首的俄罗斯间谍。对方声称自80年代便潜入美国，并且透露有一名间谍大师曾训练数名儿童，将他们培养成间谍送入普通的美国家庭中，伺机刺杀美国总统。令在场所有特工震惊的是，这个俄国人竟指认绍特是这群孩子中的一员。
不顾CIA探员们的阻拦，绍特执意返回家中。经过一番惊险追逐，她暂时逃过昔日同伴的追捕。不久，俄罗斯总统访问美国，绍特再次卷入各种阴谋之中，而她的真实身份也变得愈加扑朔迷离……

停靠在路边的汽车内，黄毛小子瑞恩（飞·武 Phi Vu 饰）被其他汽车的喇叭惊醒，他昏头昏脑走下来，一路晃进校园，进了实验室。由于正在研究的装置耗能巨大，学院院长气急败坏责令瑞恩停掉在研项目。糟糕的事不止于此，事后不久他就被一个带着面具的家伙给杀掉了。然而，他再度醒来， 发现自己还躺在车里，而接下来发生的一切都和“梦境”中的一样。瑞恩惶恐不安，找到了好基友卡特·戴维斯（伊瑟尔·布罗萨德 Israel Broussard 饰）及其女友泰莉·格尔布曼（杰西卡·罗德 Jessica Rothe 饰）。
这种生死轮回对于泰莉再熟悉不过了，她首先跟瑞恩讲述自己的经历，随后告诉他想终止轮回的方法只有找到凶手。而接下来，他们不仅发现瑞恩那台装置似乎是造成轮回的一个成因，而且泰莉再次回到了那个可怕的早晨……

工程师大卫·金（约翰·赵 饰）一直引以为傲的16岁乖女玛戈特突然失踪。前来调查此案的警探怀疑女儿离家出走。不满这一结论的父亲为了寻找真相，独自展开调查。他打开了女儿的笔记本电脑，用社交软件开始寻找破案线索。大卫必须在女儿消失之前，沿着她在虚拟世界的足迹找到她…

9月18日星期一，是放纵张扬的高校女孩泰莉·格尔布曼（杰西卡·罗德 Jessica Rothe 饰）的生日，同时也是她亡母的生日。前一晚她烂醉如泥，睡在了有一面之缘的男生卡特的房间。她醒来后回到宿舍，匆匆赶去上课。夜幕降临，姐妹们为她准备了惊喜的生日派对。谁知在赶赴派对的途中，泰 莉遭到蒙面男的杀害。吊诡的是，当她再度醒来时，发现自己又回到了9月18日的早上，十数个小时前经历的一切又不得不重新经历一遍，其中包括被杀的遭遇。就这样，抓狂的泰莉不断尝试改变命运，又一次次被神秘男人所杀害。
她仿佛落入了永世轮回的诅咒之中，无法超生……

道姆·柯布（莱昂纳多·迪卡普里奥 Leonardo DiCaprio 饰）与同事阿瑟（约瑟夫·戈登-莱维特 Joseph Gordon-Levitt 饰）和纳什（卢卡斯·哈斯 Lukas Haas 饰）在一次针对日本能源大亨齐藤（渡边谦 饰）的盗梦行动中失败，反被齐藤利用。齐藤威逼利诱因遭通缉而流亡海外的柯布帮他拆分他竞争对手的公司，采取极端措施在其唯一继承人罗伯特·费希尔（希里安·墨菲 Cillian Murphy 饰）的深层潜意识中种下放弃家族公司、自立门户的想法。为了重返美国，柯布偷偷求助于岳父迈尔斯（迈克尔·凯恩 Michael Caine 饰），吸收了年轻的梦境设计师艾里阿德妮（艾伦·佩吉 Ellen Page 饰）、梦境演员艾姆斯（汤姆·哈迪 Tom Hardy 饰）和药剂师约瑟夫（迪利普·劳 Dileep Rao 饰）加入行动。在一层层递进的梦境中，柯布不仅要对付费希尔潜意识的本能反抗，还必须直面已逝妻子梅尔（玛丽昂·歌迪亚 Marion Cotillard 饰）的处处破坏，实际情况远比预想危险得多……