Welkom bij Rekall, het bedrijf dat dromen tot werkelijkheid kan brengen. Voor fabrieksmedewerker Douglas Quaid (Colin Farrell) klinkt deze trip als de perfecte vakantie om even te ontsnappen aan het dagelijkse leven, ook al heeft hij een prachtige vrouw (Kate Beckinsale). Herinneringen aan het leven als superspion is net wat hij nodig heeft. Maar als er wat mis gaat met deze methodiek, wordt Quaid een opgejaagd man. Hij wordt achtervolgd door de politie, geleid door Chancellor Cohaagen (Bryan Cranston), en besluit samen te werken met een vrouwelijke rebelvechter (Jessica Biel) om Cohaagen te stoppen. Het is niet meer duidelijk wat fantasie en werkelijkheid is en Quaid ontdekt zijn echte identiteit, liefde en lot.