Es el año 2075 y Doug Quaid es un obrero con una vida idílica y anodina que se sueña con ir a Marte y tener una aventura épica. Dado que su sueldo no le permite el viaje, decide contratar los servicios de Rekall, una empresa dedicada a implantar falsos recuerdos de vacaciones y aventuras imposibles en sus clientes. Allí contrata un paquete de viaje a Marte en el que se incluye también una trama de espionaje, artefactos alienígenas, dobles identidades y mujeres peligrosas. Sin embargo, durante el procedimiento algo sale mal y Quaid es enviado a su casa sin recuerdos de su visita a Rekall. Pronto se encuentra envuelto en una trama de espionaje, artefactos alienígenas, dobles identidades y mujeres peligrosas que le lleva a viajar hasta Marte.