Douglas Quaid ma kochającą żonę Lori, oddanych przyjaciół i stałą pracę. Co noc dręczy go sen, w którym widzi siebie i nieznajomą kobietę, spacerujących po powierzchni Marsa. Pewnego dnia dowiaduje się, że firma Rekall za pomocą nowoczesnej techniki umieszcza w umysłach klientów wspomnienia z miejsc, w których nigdy nie byli. Quaid postanawia skorzystać z tej oferty. Wybiera scenariusz tajnego agenta na Marsie. Po powrocie do domu przyjaciele i żona próbują go zabić. W poszukiwaniu prawdziwej tożsamości Quaid postanawia udać się na Marsa. Toczy się tam wojna pomiędzy siłami dyktatora Cohaagena a rebeliantami. Powoli Quaid przypomina sobie swoją rolę w konflikcie. Odkrywa też, że tropi go bezwzględny zabójca, Richter.