In de nabije toekomst is een groot deel van de aarde onbewoonbaar. Fabrieksarbeider Douglas Quaid is gefrustreerd door zijn eentonige leven, ondanks dat hij een bloedmooie vrouw heeft op wie hij stapelgek is. Quaids manier om zijn dagelijkse bestaan te ontvluchten, is een bezoek aan bedrijf dat kunstmatige herinneringen verkoopt: Rekall. Hij kiest ervoor om herinneringen aan een leven als geheim agent te laten inplanten, maar de procedure gaat gruwelijk mis. Als Quaid ontwaakt, denkt hij dat hij daadwerkelijk een superspion is en slaat hij op de vlucht. Terwijl hij achternagezeten wordt door de politie, moet hij zien te ontdekken wat werkelijkheid is en wat niet.