In der Zukunft ist der größte Teil der Erde unbewohnbar geworden, so gibt es nur mehr 2 bewohnbare Flecken auf der Erde, die auf den gegengesetzten Seiten des Globus liegen und durch einen Lift, der durch den Erdkern geht verbunden sind. Auf der einen Seite liegt die „Vereinigte Föderation von Britannien“ und auf der anderen Seite die sogenannte „Kolonie“. Während in der Kolonie das einfache Arbeitervolk sein Dasein fristet, lebt die andere Seite im Wohlstand.
Widerstandskämpfer Matthias (Bill Nighy) findet die im höchsten Maße ungerecht und geht gemeinsam mit einigen Rebellen gegen das Regime von Kanzler Cohaagen (Bryan Cranston) vor. Doug Quaid (Collin Farrell) ist seiner Ansicht nach nur ein einfacher Fabrikarbeiter, doch er begehrt nach mehr und so möchte er sich bei „Total Rekall“ (ja die Firma schreibt man mit K – warum auch immer) Erinnerungen an ein Leben als Spion einpflanzen lassen um die Leere die er spürt zu vergessen. Doch während dem Upload seiner künstlichen Erinnerungen stürmt die Polizei das Gebäude und siehe da Doug wehrt sich mit ihm bis dato unbekannten Fähigkeiten und entkommt lebend. Vollkommen verwirrt flüchtet er nach Hause, wo schließlich seine Frau Lori (Kate Beckinsale) auf ihn wartet und gleich mal versucht ihn zu killen. Wieder gelingt ihm die Flucht, diesmal mit Hilfe von Melina (Jessica Biel), die Doug eine schwer zu glaubende Geschichte erzählt.
