小李子和他基友準備逃往南美洲的時候，被日本大富豪齋藤攔下，齋藤以能讓小李子合法回國和孩子團聚為由，逼迫小李子跟他合作。齋藤表明他最大的競爭對手是一個病入膏肓的老人，他掌握著全球百分之50以上的能源，但他即將逝去， 他的兒子將繼承這個能源帝國，齋藤想讓小李子潛入他兒子的夢中，植入一個想法：放棄繼承能源帝國。小李子最終選擇答應了齋藤。於是小李子開始準備實施這個計劃，並募集他的團隊。
第一個隊友—艾蓮涅，他老丈人得意的學生。小李子把她吸入了自己的團隊，培養她成為一名築夢師，並帶著艾蓮涅進入了自己的夢境，向她講述夢的特點。
小李子問艾蓮涅是否記得如何來到這個廣場，艾蓮涅想不起來，從而告訴艾蓮涅他們實際處於夢境之中，人們在自己的夢中是無所不能的，建造總是隨著自己的想法同時進行，想到一棟摩天大樓時，夢中就會同時建造起一棟摩天大樓，這就是人們在夢中大腦的效率。在
艾蓮涅的夢境中，她充分發揮了自己建築專業的特長，肆無忌憚的創造著自己的夢境，但是當她建造了現實中存在的一座橋時，小李子打斷了她，他擔心因為現實的建築出現在夢境中，而使他們迷失。艾蓮涅建造的夢境世界十分離譜，甚至扭曲了重力，夢境中出現的潛意識的那些人察覺到了問題，開始瘋狂的攻擊築夢者—艾蓮涅。她掙扎著喊叫著我要醒過來，最終被殺死在夢中，她醒了過來。
小李子找到了他的第二個隊友偽裝者—伊姆斯，他擅長在夢境中把自己想象成別人，即在夢中他可以變化成別人的樣子。
小李子找到了最後一個隊友，藥劑師—皮耶羅，他擅長製造鎮靜劑，能讓小李子一行人進入多層夢境時，保持夢境的穩定。此時小李子的團隊齊了，總共6個人：小李子，基友亞瑟，築夢師艾蓮涅，偽裝者—伊姆斯,藥劑師—皮耶羅，大富豪—齋藤。
他們開始策劃計劃，最終選擇在從悉尼飛往美國的10個小時飛機上，入夢開始植入意識。目標就是能源帝國的繼承人小費舍。
第一層進入的是藥劑師皮耶羅的夢，由於做夢之前，皮耶羅喝飛機免費香檳喝多了，導致他潛意識想尿尿，從而構築出來的夢境大雨傾盆，按照計劃綁架了小費舍，但一行人被憑空出現的火車撞懵了，而且還出現了武裝部隊開始攻擊他們，原來小費舍之前接受過防盜夢的訓練，導致在夢境中會出現一些反擊力量來阻止小李子他們盜夢，大富豪齋藤中了一槍，奄奄一息 ，偽裝者伊姆斯趕忙偽裝成小費舍叔叔的樣子開始在小費舍面前演戲，瘋狂的暗示老費舍給你留下了一個保險櫃，讓小費舍不停的回憶密碼是多少，但小費舍怎麼也想不起來，最終逼小費舍瞎說了六個數字：5 2 8 4 9 1。
因為過量鎮靜劑的緣故，此時在夢中死去不會醒來，而是會跌入迷失域，為了讓齋藤能多活一會，他們留下了藥劑師皮耶羅在第一層夢境，一行人進入了第二層夢境，第二層夢境的主人是基友亞瑟。
偽裝者伊姆斯偽裝成一個金髮碧眼的姑娘，去搭訕第二層夢境中的小費舍，並留下了6位數的電話號碼， 再一次強調了5 2 8 4 9 1這六個數字，給小費舍留下了潛意識，小李子自稱是來保護小費舍的，騙取了他的信任，又自導自演了一場苦情戲，讓小費舍以為他叔叔是叛徒，也引起了小費舍對保險箱的好奇心，從而小費舍答應進入他叔叔的夢境中，看一看所謂的老費舍留給他的保險箱裡到底有什麼。
而實際上，第三層夢境的主人是偽裝者伊姆斯，他們留下了基友亞瑟在第二層夢境看守，小李子一行人和小費舍進入了第三層夢境，一個在冰天雪地裡滿是武裝部隊看守的城堡醫院，小李子他們護送小費捨去見他父親老費舍最後一面，去看所謂的保險箱到底是什麼。
小李子潛意識的妻子茉兒又出來搞破壞，她帶走了小費舍，並把他藏了起來，小李子為了找到小費舍，帶著艾蓮涅進入了第四層夢境—他和妻子茉兒曾經待過的世界 。
小李子假裝答應永遠的陪在妻子身邊，再也不會離開她，從而騙茉兒說出了把小費舍藏在哪，然後小李子把艾蓮涅送回了第三層夢境，最終使小費舍見到了病入膏肓的老費舍。
老費舍嘴裡不斷的重複著我失…失，小費舍答道：我明白你對我很失望，因為我成不了你。老費舍說道：不，我很失望，因為你想成為另一個我。小費舍震驚住了。
老費舍拼盡最後的力量指了一下保險箱，小費舍下意識的輸入之前被小李子他們暗示過無數次的528491，打開了這個根本虛構出來的保險箱，裡面原來是父子倆小時候一起疊的風車，桌子上還擺放著費舍父子的合影，這時，小費舍發現老費舍已經永遠離開而去了。小費舍明白了這些年他對父親的誤解，明白了父親的遺願是活出他自己，不要成為另一個費舍，所以小費舍決定為自己而活，從而會解散父親的能源帝國，做自己喜歡的事。小李子他們一行人的目的終於達到了。
一行人都在飛機上醒了過來，小李子最終如願回到美國的家裡， 擁抱了自己的孩子們，他的陀螺仍在桌子上轉動著，不知道這是在他夢中發生的還是他真正的回家了。
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