影片讲述由造梦师带领的特工团队，进入他人梦境，从他人的潜意识中盗取机密，并重塑他人梦境的故事。

柯布是一位经验老道的窃贼，他在这一行中算得上是最厉害的，因为他能够潜入人们精神最为脆弱的梦境中，窃取潜意识中有价值的秘密。柯布这一罕见的技能使他成为危险的企业间谍活动中最令人垂涎的对象，但这也让他成为了一名国际逃犯，失去自己的所爱。

柯布与同事阿瑟和纳什在一次针对日本能源大亨齐藤的盗梦行动中失败，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，吸收了年轻的梦境设计师艾里阿德妮、梦境演员艾姆斯和药剂师约瑟夫加入行动。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的处处破坏，实际情况远比预想危险得多。

这是柯布一个赎罪的机会，只要完成这最后一项任务他的生活就会回复本来面目。与以往不同的是，柯布和他的团队这一次的任务不是窃取思想，而是植入思想。如果他们成功，这就是一次完美犯罪。但是即使提前做好了细致专业的安排，也无法预料到危险的敌人对他们的行动早已了如指掌，而只有柯布能够预料到敌人的行踪。最终，柯布摆脱所有指控回到美国和家人团聚，也见到了岳父（这是回到了现实中）。陀螺虽然在影片结束时还未停止转动，但这并不代表它不会停下。

丰富的细节、错综复杂的叙事，将观众带入一个潜意识的迷宫。诺兰创造了一个超现实主义的惊悚世界，有点类似于荣格学说，在真实与非真实的多重层面上对观者构成了挑战。