~ 第83屆奧斯卡金像獎最佳攝影、最佳音效剪輯、最佳混音、最佳視覺特效 ~
柯布是一名「盜夢者」,與搭檔亞瑟利用潛意識進入別人夢境竊取商業機密,於一次任務中,柯布與亞瑟入侵日本國際企業老闆齋藤的夢境意識,但柯布的已故妻子茉兒於夢中出現使任務失敗,齋藤事後透露自己是有意讓他們潛入以考驗二人技術,並安排了一個任務給予他們。齋藤的商業對手莫瑞斯病篤,因此欲透過意念植入使莫瑞斯兒子兼繼承人羅勃瓦解其家族企業,並保證任務成功後可撤銷柯布背負的謀殺罪名讓他返回美國與子女團聚。柯布接受了任務後著手組織了任務團隊,找來在大學修讀建築學的亞麗雅德成為建造夢境的「造夢者」、能在夢境中易容的「僞裝者」伊姆斯、配製鎮定劑讓多層夢境穩定的「藥劑師」尤瑟夫以及搭檔亞瑟成為「前哨者」,齋藤為核實夢境成果以「旅人」加入團隊。
由於這是亞麗雅德首次接觸夢境的構造,柯布與亞瑟協助她設計夢境迷宮,解釋夢中物體和人物都是做夢者的思想投影,夢境愈深入,時間流逝就愈慢,如何創造幾何學悖論,也說明參與共同夢境的人利用一個「自動夢素靜脈注射器」建立夢境連接:在夢中受傷會感到真實的疼痛,死亡會使做夢者從該夢境中醒來;盜夢者常會使用自製的小物件「圖騰」以分辨夢境或現實;夢中人能透過在上一層夢境使用入睡抽動(喚醒。亞麗雅德也發現柯布因對妻子之死懷有強烈的罪咎感,而不由自主地讓茉兒的化身在夢中出現並任由她干擾夢境。
眾人獲悉莫瑞斯在雪梨去世,羅勃扶靈柩回洛杉磯。在設計讓羅勃登上齋藤安排好的飛機和喝下鎮靜劑而睡著後,眾人進入尤瑟夫的第一層夢境(下雨城市)並綁架了羅勃。在此層夢境有2大目的:1)開啟父子關係話題,向羅勃察覺不能跟隨其父而活 2)盡量挖掘線索,以便之後創造更令羅勃相信的夢境。但羅勃潛意識投射出武裝部隊向眾人攻擊並重傷了齋藤,伊姆斯欲殺死齋藤讓他脫離夢境,但柯布與尤瑟夫說明由於鎮靜劑效果強大而無法從夢境中直接醒來;在夢中死亡將掉進夢境時間永無止境的「混沌域」。伊姆斯化成羅勃的教父假裝也被綁架,套取了羅勃和父親臨死前的交流,得知莫瑞斯對羅勃深感失望,眾人決定由此入手植入父親希望兒子解散公司的想法,除第一層的造夢者尤瑟夫外,其餘成員進入亞瑟的第二層夢境(酒店)。
在第二層夢境的主要目的是:1)向羅勃植入自己能獨立的想法 2)破壞羅勃與教父的關係,後而提昇羅勃與莫瑞斯的正面情感。柯布向羅勃騙說他們是其內心潛意識保護人,綁架由其教父策劃,與莫瑞斯留下的一個保險箱有關。為對抗羅勃受過保護潛意識的訓練,柯布向羅勃坦白在酒店的一切情景乃是夢境,但訛稱是其教父的設下的詭計,從而說服羅勃進入其下一層夢境,查看教父潛意識中該保險箱的內容。實際上是利用坦白和謊言,更能讓他們侵入羅勃的潛意識,引領他進入以伊姆斯為造夢者的第三層夢境(雪山堡壘)。
於第一層夢境中,尤瑟夫為躲避追捕而把載著眾人的車子駛出橋梁下墜,產生入睡抽動,同時使第二層夢境出現無重狀態和第三層夢境出現雪崩。第二層夢境中的亞瑟準備引爆升降機造出失重感以達到同步入睡抽動;於第三層夢境中的眾人也必須在夢境完結前完成任務。
齋藤不久因在第一層夢境受傷過重不支昏迷,羅勃到達堡壘內準備打開保險大門時被茉兒擊斃,柯布與亞麗雅德決定進入混沌域尋找齋藤和羅勃,留下伊姆斯以炸毀堡壘作為入睡抽動。於混沌域中,柯布向亞麗雅德解釋他曾把妻子帶進此空間,二人以記憶構建了世界並度過了五十年幸福時光。但茉兒開始將夢境與現實混淆,甘於把自己的圖騰鎖於潛意識深處的保險箱內。為使妻子願意返回現實,柯布在保險箱中找到並轉動她的圖騰(轉動中的陀螺是茉兒確認夢境的圖騰),從而在茉兒腦中植入了「自身依然身處夢境,只有透過死亡才是出路」的想法。因此,茉兒在二人夢醒後仍以為身在夢中,她在柯布眼前跳樓自殺,柯布背負謀殺罪名並遺下兩兒流亡海外,這也是他了解意識植入有可能實現的原因。亞麗雅德尋獲羅勃後將他推離陽台,羅勃回到第三層夢境後打開父親的保險箱,得知父親失望原因在於兒子嘗試走上同一條路,意指自己不必為家族事業而活著。由此,該意念已經成功植入羅勃腦中。隨後,除柯布和齋藤外,眾人透過同步入睡抽動成功離開夢境,柯布也花了五十年於混沌域中尋獲年老的齋藤並使他憶及二人當初之約定而脫離混沌域。
後來,柯布發現自己在客機上醒來,團隊各人和羅勃均已醒來。此時齋藤撥打了一通電話後,讓柯布成功通過海關入境回到美國的家,當柯布準備使用「圖騰」驗證自己身處夢境或現實時,在辨識出真相前已經與自己的兒女幸福相擁。