Будущее, 2084 год. Строителю Дугласу Куэйду (Арнольд Шварценеггер) регулярно снятся сны, в которых он находится на Марсе в сопровождении милой брюнетки. Увидев рекламу компании «Реколл», обещающей проведение прекрасного отпуска путем вживления в память воспоминаний, Дуглас решает совершить подобное «путешествие». Несмотря на предупреждения коллеги Гарри, что если что-то пойдет не так, эта затея грозит потерей памяти, главный герой отправляется в офис «Реколл». После выбора необычного варианта «путешествия» — миссию на Марс в качестве шпиона, трансплантация памяти начинается.

Неожиданно Куэйд испытывает приступ гнева, кричит о людях, которые пытаются его убить, пытается вырваться. Оказывается, операция затронула область памяти, которая была стерта ранее. Стерев все воспоминания о посещении компании «Реколл» («Recall» (англ.) — воспоминание), Дугласа отправляют домой. Внезапно на него нападают коллеги по работе. Дома Дугласа пытается убить собственная жена (Шэрон Стоун). Куэйду звонит незнакомец, и, представившись старым другом, передает чемоданчик с деньгами, оружием и поддельными документами. Среди прочих вещей Куэйд обнаруживает видеозапись, помогающую ему понять, что же случилось — прошлое Дугласа действительно связано с Марсом, где он был секретным агентом. Преследуемый людьми Рихтера (Майкл Айронсайд), одного из людей администратора Марса Вилоса Кохаагена (Ронни Кокс), Куэйд отправляется на Красную планету.