Hlavním hrdinou příběhu, odehrávajícího se v roce 2084, je stavební dělník Douglas Quaid, kterého sužují děsivé noční můry, týkající se Marsu. Rozhodne se proto navštívit neobvyklou cestovní kancelář Total Recall, která nabízí dovolenou formou implantovaných vzpomínek. Quaid si vybere dovolenou na Marsu v podobě tajného agenta. Při implantaci vyjde najevo, že Quaid už jedny implantované vzpomínky má. Vzápětí se ho pokusí zavraždit dva lidé, které považoval za své blízké. Nejprve přítel a vzápětí i jeho manželka Lori. Brzy poté se Quaid dovídá, že byl na Marsu zapleten do odboje proti tyranskému guvernérovi Cohaagenovi a proto se, pronásledován najatými zabijáky, na Mars vrátí, aby našel sám sebe a své vlastní vzpomínky. Okamžitě se ocitá ve víru nebezpečných událostí a stává se rozhodujícím prvkem na misce vah vleklé války mezi rebely a guvernérovou armádou.

Ačkoli má tovární dělník jménem Quaid (Colin Farrell) krásnou manželku (Kate Beckinsale), kterou miluje, výlet do mysli mu připadá jako perfektní dovolená od frustrujícího života – skutečné vzpomínky na život super špióna mohou být přesně to, co potřebuje. Ale když se proces zvrtne, Quaid se stane hledaným mužem. Quaid, který je na útěku před policií – kterou řídí kancléř Cohaagen (Bryan Cranston), vůdce svobodného světa – se spojí s povstaleckou bojovnicí (Jessica Biel), aby našel hlavu ilegálního odboje (Bill Nighy) a zastavil Cohaagena. Linie mezi fantazií a realitou se začne smazávat a osud jeho světa visí na vlásku, když Quaid objeví svou skutečnou identitu, svoji pravou lásku a svůj skutečný osud.