科布打开保险箱，拿起机密文件，却被逮了个正着。为了救同伴，他不得不放弃手中的枪。然而，这只是一场梦。为了区分现实和梦境，他们会随身携带一个图腾。科布的图腾是一个陀螺，如果陀螺一直旋转，则表明他仍处于梦境中；如果陀螺停止转动，则表明他身处现实之中。
他们通过调查发现，老费舍与小费舍之间的父子关系是关键。生活中小费舍一直得不到父亲的认可，因此感到沮丧。如果不出意外，小费舍将继承家业，并将其发扬光大。科布等人的计划是，通过给小费舍植入想法，让他认为老费舍一生忙于事业，没有时间陪伴家人，希望他能过自己想要的生活。计划正在顺利进行。突然传来老费舍去世的消息，小费舍将去吊唁。科布等人决定在吊唁时揭露遗嘱。为了方便购买整个航空公司，斋藤决定在小费舍登机后进行盗梦行动。然而，丽娜却感到不安，因为科布对妻子的死心存内疚。
在科布的潜意识中，妻子会不时出现在梦境中，干扰他们的计划。科布无法控制她的行为，这成了一个不稳定的因素。飞机上除了小费舍外，其他都是盗梦团队的成员。科布趁机与小费舍交谈，并在他的饮用水中放入了催眠药水。通过梦境共享器，他们成功地连接在一起。计划开始了，他们进入了第一层梦境。在这里，他们需要面对绑架和防御者的攻击。在城市中，一辆大火车驶来，直接冲散了他们的队伍。原来这是小费舍在潜意识中生成的防御者。他们好不容易逃脱了危险，却发现雇主斋藤受伤了。科布决定让大家送斋藤回家，然后再回家。这次，他们需要摄入大量的镇静剂，否则一旦在梦境中死亡，就会被困在迷域中。
那是一个最混乱的梦境，仿佛置身于黑暗的虚空之中，严重者甚至会精神崩溃。他们利用梦与梦的时间流速差异，让加藤在第二层梦境中得到缓解。为了尽快进入第二层梦境，他们伪装成小费舍的叔叔，暗示他遗嘱保险箱的密码，并逼迫他编造了一串密码。
在第二层梦境中，他们成功地窃取了信息，但在撤退时，却遇到了守卫。为了摆脱守卫，他们不得不寻找出口。科布成功地找到了出口，其他团队成员也顺利逃脱。科布回到家中，发现妻子已经离开。他感到失落，但也意识到自己需要更加努力地保护家人和计划的成功。
