你是否曾幻想过可以在多重身份之间切换自如，可以随时开始新的生活？事实上，艾莉丝这么做已经15年了。然而就在一次聚会中，她曾经作为“珍妮”时的前男友汤姆却认出了她。汤姆坚信他们之间颇有渊源，但艾莉丝只是匆忙离开，拒绝相认。汤姆想要知道十年前究竟发生了什么，艾莉丝究竟为何会有如此丰富的经历。在汤姆的坚持之下，两人终于敞开心扉彻夜长谈……《完全陌生》描绘了两种人的生活轨迹，通过大量感官特写来探讨人格的多面性。
一个女人在不同的城市以不同的化名过着各种不同的生活。在纽约市，她在一家自助餐厅安排了与克莱德的会面，并介绍自己为爱丽丝，一位专门研究青蛙的生物学家，最近刚从塔斯马尼亚的一个扩展项目回来。
克莱德的朋友兼同事汤姆正在准备与他的妻子拉米娜（一位有抱负的珠宝设计师）举办生日派对。由于爱丽丝说她想结识新朋友，他带她去参加聚会。在那里，她用自己在塔斯马尼亚的生活和工作故事吸引了拉米娜和其他客人。当汤姆从聚会回来时，他似乎认出了她并称她为“珍妮”。拉米娜宣布她已被加利福尼亚州一个著名的珠宝设计奖学金录取，而汤姆还不知道这一点。晚餐时，爱丽丝讲述了她如何在没有通知家人的情况下冲动地决定在墨西哥生活一年。这一承认导致一些晚宴客人质疑她的生活选择。后来，汤姆与爱丽丝对峙，爱丽丝承认自己是失踪的大学旧女友珍妮。她解释说，在过去的十五年里，她一直生活在一系列假定的身份之下，每当她开始感到陷入困境时，她就会放弃这些身份并继续前进。她来纽约是为了见汤姆，一个在她的旧生活中认识她的人。
一行人前往一家夜总会。爱丽丝为汤姆表演了一个魔术，并解释说她是在中国担任魔术师助理时学到的。这一坦白让克莱德和其他人质疑她的故事以及她是否对自己的背景撒了谎。爱丽丝离开俱乐部，汤姆跟随她。他们遇到了一位名叫尼娜的女士，她正在遛狗。当尼娜扭伤脚踝时，他们帮助她回到附近的公寓，爱丽丝自称是一名儿科医生。在尼娜与丈夫罗杰合住的公寓里，爱丽丝向汤姆介绍了托尼，一位整骨医生。在罗杰的敦促下，汤姆检查了尼娜。他开始理解爱丽丝假装所感受到的兴奋，但变得不舒服，他们离开了。
汤姆问爱丽丝她所说的一切是否都是谎言，她向他保证她确实从事与动物有关的工作。她带他去长岛见她的同事并观看青蛙孵化。之后，汤姆坚持陪她去公寓，而她准备离开并承担新的身份。爱丽丝邀请汤姆和她一起去，但他拒绝了。他回到自己的公寓，与妻子讨论加州问题。
在公共卫生间，爱丽丝扔掉了她的信用卡，但保留了她的驾驶执照，并将其放入包含她所有旧身份的剪贴簿中。她走进人群，但随后又出现在画面中，穿着不同的衣服和新的身份。