故事讲述刚离婚不久的格雷格(威尔逊饰)遇到了迷人的伊莎贝尔(海耶克饰)。伊莎贝尔住在大街上，认为这个被污染、破败不堪的世界并不是真实的。她相信这个丑陋的世界是在一个美丽、和平、“真实”的极乐世界的内部。起初格雷格表示怀疑，但他最终发现这个理论很有道理。
格雷格·维特尔 (Greg Wittle) 的工作时间都花在做白日梦和画画上。格雷格被叫到老板办公室后，忘记把钱包放在办公桌上，结果他的钱包出了故障。格雷格发现，如果没有医生重新开处方，他的药物就无法补充。被解雇后，他不小心杀死了老板，并在离开办公室前往街对面的酒吧之前隐藏了尸体。
在酒吧里，他遇到了伊莎贝尔，伊莎贝尔似乎知道他做了什么。她谈到创造这个世界带来了意想不到的后果。作为帮她一个忙的交换条件，她通过心灵传动使格雷格老板的死看起来像是自杀。他们离开酒吧后，一个行走的女人多次不知从何而来。伊莎贝尔卖掉格雷格的手机后，带他去了一个帐篷区。在那里，她给了他黄色水晶，并教他如何通过心灵传动来操纵世界。
在溜冰场发生争执后，他和伊莎贝尔用心灵传动绊倒了一名恶霸，他看到警察逮捕了恶霸，却发现自己坐在警车的后座上。格雷格被释放，他的女儿艾米丽正在寻找他。
当伊莎贝尔获得更多水晶时，艾米丽在街上发现了格雷格并试图营救他。她给了他她的电话号码，并请他给她打电话。有一天，他在伊莎贝尔的帐篷里醒来，发现她不在，但看到他的画被拿出来并钉好。格雷格找到了艾米丽的电话号码并给她打电话，但接通了答录机。当他回来时，伊莎贝尔也在场，她对他打电话给艾米丽并声称她不是真实的人感到不安。伊莎贝尔决定她需要向他证明现实是什么。她计划使用蓝色水晶将他们俩逐出这个“虚假”世界。
在吸食了蓝色晶体后，他们醒来时发现自己和其他几台计算机一起连接到一台巨型计算机上。他被告知，他一直在伊莎贝尔创建的脑盒中体验模拟，以研究替代现实及其对人类大脑的影响。
伊莎贝尔透露他们在这个世界上是情侣，并带格雷格回家，向他展示他的画是对这个场景的再现。格雷格不记得这个世界，伊莎贝尔说，在经历了漫长的黑暗贫困时期后，地球上的大多数问题都被消除了，人类得以繁荣发展。格雷格仍然对模拟记忆犹新，但伊莎贝尔警告他这会欺骗用户。
为“大脑盒子”举办了一场盛会。在庆祝活动期间，格雷格闲逛并遇到了幽灵般的艾米丽，艾米丽恳求他回到她身边。伊莎贝尔开始看到模拟中的元素泄漏到她的视野中，并假设他们需要返回模拟并获取更多蓝色水晶才能完全退出模拟。
回到模拟中，伊莎贝尔获得了更多水晶，但在此过程中犯下了谋杀罪。警察正在跟踪他们。在她的帐篷里，伊莎贝尔发现水晶只够其中一人离开。格雷格建议伊莎贝尔杀了他，因为他相信真人不会在模拟中死亡，但听到艾米丽找到了他，格雷格坚持让伊莎贝尔独自回去，她接受了。
伊莎贝尔分散了警察的注意力，格雷格逃到了康复诊所，承认他相信他的女儿艾米丽是真实的。一段时间后，格雷格与艾米丽重新取得联系。