Tras quedar en coma durante un tiempo por una paliza a la salida de un bar, y tener daños cerebrales a consecuencia de ello, Mark Hogancamp intenta reconstruir su vida a través de una ciudad en miniatura que llama Marwencol. Es una réplica a escala 1/6 de un poblado durante la Segunda Guerra Mundial, con muñecos que representan a sus amigos y familiares, que documenta mediante fotografías y representaciones dramáticas. Pero cuando sus fotografías son descubiertas por un prestigioso galerista neoyorquino, lo que comenzó como una terapia para superar el trauma de su agresión y las lesiones que sufrió se convertirán en algo totalmente distinto.