男子蕭麗姿和妻子茉莉，都是夢境世界的開拓者，為了更深入地研究人們的夢境，他們不斷進入夢境，即在夢境中再次做夢，進入夢境的下一層。
因為人們的大腦在夢中高速運轉，是以夢中的一小時隻比前一個夢慢了五分鐘，比相對時間慢了12倍。
他們深入到夢境的第四層，卻忘記了自己的目的，在夢中建構了自己的世界，在第四層夢境中生活了大約50年，直到他們死在第四層夢境中，他們醒了過來，因為5分鐘的現實等于1小時的夢境， 夢越多，時差越大，是以他們其實隻睡了一天。
因為他們使用鎮靜劑，他們不會在任何一層夢中醒來，而是進入失落的領域，然後記憶受到影響，他們不記得如何回來。
蕭立用妻子的圖騰陀螺來證明這不是現實，于是他為妻子植入了一個"疑似一切"的想法，成功說服妻子自殺，一起回到現實。
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由于他們在睡前注射了三角星劑，如果他們睡了20個小時，第四級夢境時間将是：20×12×12×12×12 x 414720小時，或47年。
老靈魂回到了年輕的身體，蕭梅發現妻子茉莉有些不對勁，茉莉開始懷疑這個世界，她覺得現實世界不是真的，但也在夢中，她必須醒來回到她所謂的"現實世界"，于是她逼迫蕭莉和她一起自殺， 回到他們的現實世界。
于是茉莉想出了一個計劃，在結婚紀念日，她留下了一張紙條，說她的丈夫小李一直在威脅她的生命，讓她無路可逃，找了三位心理醫生來證明她沒有精神病，她試圖強迫她自殺。最後，小李沒有和她一起跳起來，小李有一種深深的自責，而因為那段遺産，他被美警指控，小李逃往海外。
逃亡的李子和他的好朋友亞瑟以私生活為生，這一天他受科博的委托，潛入日本億萬富翁齋藤的夢想中竊取重要資訊。但被小李子潛意識的妻子茉莉破壞了計劃，小李子不得不殺死好朋友亞瑟（在夢中喚醒亞瑟），然後匆匆離開了夢境。
他們回到了夢境的上層，當小梅子拿着槍逼迫日本億萬富翁齋藤說出這個秘密時，齋藤在地毯上打了一拳，齋藤剛剛在他們建構的夢中發現了一個缺陷，他發現地毯是滌綸而不是羊毛，于是齋藤發現自己還在做夢， 在夢中，讓小梅子隊的偷夢行動徹底失敗了。
他們都醒了，回到了現實世界——在日本東京的一列高速列車上。小李付錢給他的團隊，然後宣布計劃失敗了，避免了招聘公司Cobo的追捕。
晚上小李拿起手槍盯着他的陀螺儀（這個陀螺儀是妻子茉莉留給他的，為了區分現實和夢境，如果陀螺儀一直在異常旋轉，那就意味着他在夢中，如果慢慢停止，就意味着他在現實中），他用陀螺來區分夢境和現實， 如果在夢中，小李會毫不猶豫地自殺醒來，他不想迷失在夢中。
這時他遠在美國接待了兒子和女兒，他們問小李什麼時候能再見到父親，小李很想回家，但是因為身體裡的"謀殺"，他再也回不去了。