道姆·柯布（萊昂納多·迪卡普里奧Leonardo DiCaprio 飾）與同事阿瑟（約瑟夫·戈登-萊維特Joseph Gordon-Levitt 飾）和納什（盧卡斯·哈斯Lukas Haas 飾）在一次針對日本能源大亨齊藤（渡邊謙飾）的盜夢行動中失敗，反被齊藤利用。齊藤威逼利誘因遭通緝而流亡海外的柯布幫他拆分他競爭對手的公司，採取極端措施在其唯一繼承人羅伯特·費希爾（希里安·墨菲Cillian Murphy 飾）的深層潛意識中種下放棄家族公司、自立門戶的想法。為了重返美國，柯布偷偷求助於岳父邁爾斯（邁克爾·凱恩Michael Caine 飾），吸收了年輕的夢境設計師艾里阿德妮（艾倫·佩吉Ellen Page 飾）、夢境演員艾姆斯（湯姆·哈迪Tom Hardy 飾）和藥劑師約瑟夫（迪利普·勞Dileep Rao 飾）加入行動。在一層層遞進的夢境中，柯布不僅要對付費希爾潛意識的本能反抗，還必須直面已逝妻子梅爾（瑪麗昂·歌迪亞Marion Cotillard 飾）的處處破壞，實際情況遠比預想危險得多…