道姆·柯布（莱昂纳多·迪卡普里奥 Leonardo DiCaprio 饰）是一位经验老道的造梦师，他能够潜入人们精神最为脆弱的梦境中，窃取潜意识深处的机密。然而，在一次针对日本能源大亨齐藤（渡边谦 饰）的盗梦行动中，柯布与同事阿瑟（约瑟夫·戈登-莱维特 Joseph Gordon-Levitt 饰）等人行动失败，反被齐藤威逼利诱。因遭通缉而流亡海外的柯布为了换取重返美国的清白之身，不得不接受这项非同寻常的委托：拆分齐藤竞争对手的公司，采取极端措施在其唯一继承人罗伯特·费希尔（希里安·墨菲 Cillian Murphy 饰）的深层潜意识中种下放弃家族企业、自立门户的想法。与以往窃取思想不同，这一次柯布需要完成更为艰难的“植入”任务。为此，他偷偷求助于岳父迈尔斯（迈克尔·凯恩 Michael Caine 饰），并招募了年轻的梦境设计师艾里阿德妮（艾伦·佩吉 Ellen Page 饰）、梦境演员艾姆斯（汤姆·哈迪 Tom Hardy 饰）以及药剂师约瑟夫（迪利普·劳 Dileep Rao 饰）组成全新团队。在一层层不断递进的梦境中，柯布不仅要对付费希尔潜意识里本能的防御与反抗，还必须直面已逝妻子梅尔（玛丽昂·歌迪亚 Marion Cotillard 饰）在梦境中的处处破坏。即使做好了最细致专业的安排，实际情况却远比预想危险得多，而唯一能预料到敌人行踪的，只有柯布自己……