A funcionária de uma empresa de inteligência tem como tarefa se infiltrar em um misterioso grupo anarquista, conhecido por atacar grandes corporações. No entanto, sua lealdade é testada quando ela começa a apresentar sentimentos pelo líder do grupo.
Em um mundo onde é possível entrar na mente humana, Cobb (Leonardo DiCaprio) está entre os melhores na arte de roubar segredos valiosos do inconsciente, durante o estado de sono. Além disto ele é um fugitivo, pois está impedido de retornar aos Estados Unidos devido à morte de Mal (Marion Cotillard). Desesperado para rever seus filhos, Cobb aceita a ousada missão proposta por Saito (Ken Watanabe), um empresário japonês: entrar na mente de Richard Fischer...
