科布曾經(jīng)有個(gè)非常完美的家庭，有一對兒女，夫妻也很恩愛。夫妻二人經(jīng)常一起進(jìn)入自己創(chuàng)造的夢境里享受那種天堂般的幸福。不過，隨著兩人不停地出入自己所創(chuàng)造的夢境，其妻子莫爾到最后無法分清自己究竟是在現(xiàn)實(shí)中，還是在自己創(chuàng)造的夢境中。于是有一天，妻子對他講，他們現(xiàn)在是在夢里，如果從樓上跳下來就會(huì)從夢中清醒?？撇及侔阕钄r也沒有效果。有一天他妻子真的從樓頂上跳了下去，而科布也因?yàn)槎惚苊绹恼{(diào)查而不得不與自己的一雙兒女分離，遠(yuǎn)避他鄉(xiāng)。從此，妻子的死成了科布潛意識(shí)里揮之不去的噩夢。當(dāng)科布進(jìn)入設(shè)計(jì)的夢境時(shí)，他的妻子總會(huì)出現(xiàn)，阻礙他完成任務(wù)，并引誘科布與自己一起進(jìn)入第四層空間白頭偕老。

在一次任務(wù)中，科布和他的同伴亞瑟因科布的潛意識(shí) 科布亡妻的阻撓，未能成功竊取雇主所需要的資料，從而面臨著兩天之內(nèi)被殺的危險(xiǎn)。為了保命，他們的另外一個(gè)同伴把他們出賣給了之前他們竊取夢境的對象 齊藤。齊藤找到科布和亞瑟，希望他們能夠?yàn)樽约悍?wù)，也就是找到全球壟斷巨頭的兒子費(fèi)舍爾，在費(fèi)舍爾的頭腦中植入遣散公司的意念，從而消滅自己的競爭對手，如果成功，將帶科布回國。

由于科布迫切地想回家見自己的兒女，他答應(yīng)了齊藤的請求，找到了“偽裝者”埃姆斯、“藥劑師”優(yōu)素福、“造夢師”阿里阿德涅。精彩的盜夢故事由此展開。

齊藤買下了整個(gè)航空公司，讓費(fèi)舍爾的私人飛機(jī)因故障而檢修，然后在費(fèi)舍爾飛往洛杉磯的途中實(shí)施了這個(gè)計(jì)劃?？撇嫉纫恍辛藢①M(fèi)舍爾帶入了事先造好的夢境，對費(fèi)舍爾進(jìn)行潛意識(shí)修改。

然而費(fèi)舍爾先前曾受過防止在夢中被襲擊的專業(yè)訓(xùn)練，于是在第一層夢境中，他們受到費(fèi)舍爾潛意識(shí)保衛(wèi)隊(duì)的猛烈攻擊，齊藤受傷。于是他們把費(fèi)舍爾帶入第二層夢境中，一個(gè)酒店里，按計(jì)劃讓費(fèi)舍爾認(rèn)為科布是保護(hù)他的人，而費(fèi)舍爾的潛意識(shí)隊(duì)伍才是真正的敵人。計(jì)劃成功。隨后他們又讓費(fèi)舍爾認(rèn)為是叔叔為了奪權(quán)而故意隱瞞保險(xiǎn)柜密碼，并慫恿他去叔叔的夢境找到保險(xiǎn)柜。計(jì)劃再次成功。隨后，眾人攜帶費(fèi)舍爾下到第三層，留下一個(gè)人負(fù)責(zé)將眾人穿越回來。

其余人又進(jìn)入了第三層夢境的雪堡。這次的目的是讓費(fèi)舍爾見到他們設(shè)計(jì)出來的父親而接受想法。就在即將成功的時(shí)候，科布妻子的影子再次出現(xiàn)攪局，開槍擊中了費(fèi)舍爾。這時(shí)候的費(fèi)舍爾并沒死，只是昏迷。情急之下，阿里阿德涅提出把費(fèi)舍爾嫁接入第四層夢境，在那里把費(fèi)舍爾喚醒。

于是，阿里阿德涅和科布進(jìn)入科布的第四層夢境，在那里阿里阿德涅把費(fèi)舍爾喚回了第三層夢境。在雪堡深處，費(fèi)舍爾聽到了設(shè)計(jì)中的父親的最后遺言：I am disappointed that you tried （意思是對不起，我不該勉強(qiáng)你做你不愿意做的事），也就是說讓他做他自己，別管公司，過自己喜歡的生活。費(fèi)舍爾打開保險(xiǎn)箱之后，他看到的是自己童年玩過的紙風(fēng)車，對父親愧疚之下，決定遣散公司。

與此同時(shí)，科布在第四層夢境里終于狠下心來殺死了妻子的影子，也在爭斗中被影子刺中身亡，同樣來到了迷失域。在這里他見到了齊藤，并且說服他用槍殺死自己然后自殺，雙雙回到現(xiàn)實(shí)。

至此，科布的心結(jié)解開。他對妻子死去的悔恨因?yàn)榛貞浧鹆撕推拮釉诘谒膶訅艟忱锇最^到老的幸福而被沖淡。齊藤在飛機(jī)上醒來后也兌現(xiàn)了諾言，打了電話解除了他的通緝。

電影在最后留給大家一個(gè)懸念?？撇荚凇盎氐浆F(xiàn)實(shí)”與兒女團(tuán)聚之后，用陀螺測試是否還在夢境中。在陀螺還在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，電影突然結(jié)束。到底是在現(xiàn)實(shí)，還是夢境？

幾千年前，偉大的思想家莊子先生曾經(jīng)做過一個(gè)夢，夢到自己變成了蝴蝶。在他醒來之后，發(fā)了一句感慨：“不知道是我莊周做夢變成了蝴蝶，還是蝴蝶做夢變成了莊周?！边@個(gè)故事與莊子先生的感嘆何其相似。