兒童臨牀醫學家凱薩琳•迪恩（珍妮弗•洛佩斯 Jennifer Lopez 飾）供職於一家研究大腦的醫療研究機構，她的任務是通過高技術手段陷入幼年患者的夢境中，治癒她們幼小心靈中的瘡疤。
警方接到報案，說當地有很多幼女失蹤。負責此案的FBI探員（文斯•沃恩 Vince Vaughn 飾）斷定，此舉爲一個連環作案的變態兇手所爲。經過調查，警方鎖定了犯罪嫌疑人——卡爾•斯塔格（文森特•德奧諾費奧 Vincent D'Onofrio 飾），但是苦於他守口如瓶，無法救出被他囚禁的女孩。這時，警方聯繫了凱薩琳，希望她可以通過夢境的方法，潛入犯人的大腦，找到受害者的所在位置。然而，事情遠比想像得更加險象環生……