En 2084, uno de los sueños de Douglas Quaid es poder ir de vacaciones a Marte, pero su mujer no lo comparte y por ello decide acudir a una compañía especializada en implantar falsos recuerdos en la mente humana, para creer que ha viajado al planeta rojo. Lo que no imagina es hasta qué punto puede resultar peligroso no saber si un recuerdo es falso o verdadero: tras un error en la implantación, Quaid cree que es un agente secreto al que han descubierto y al que quieren matar. Pronto descubre que, realmente, alguien quiere acabar con su vida y que se encuentra en una situación muy complicada.