David Aames, propriétaire d'une grande maison d'édition héritée de son père, est en prison. Portant un masque à son image, David raconte l'histoire de sa vie au psychologue du tribunal, le Dr Curtis McCabe.
David avait laissé les fonctions d'éditeur aux associés de son père tout en vivant comme playboy à Manhattan. Sofia Serrano lui est présentée par son meilleur ami, Brian Shelby, lors d'une fête. David et Sofia passent la nuit ensemble dans l'appartement de Sofia et tombent amoureux, ignorant que l'amante actuelle de David, Julie Gianni, les a suivis. Alors que David part, Julie lui propose de le racompagnger, et révèle bientôt sa jalousie pour Sofia. Elle écrase volontairement la voiture, se suicidant et défigurant radicalement David.
Les médecins ne peuvent pas réparer complètement le visage de David à l'aide de la chirurgie plastique, lui laissant des cicatrice très visibles. David porte une prothèse faciale, mais les cicatrices mentales et physiques de l'accident le font déprimer. Brian convainc David de se joindre à lui et à Sofia dans un club, mais David bientôt ivre les insulte tous les deux. Ils le laissent vautré dans la rue devant le club.
Le lendemain matin, Sofia retourne auprès de David, endormi dans la rue, et lui présente ses excuses. Elle le ramène à la maison et, au fil du temps, aide David à se rétablir. Les médecins trouvent un moyen de réparer chirurgicalement le visage de David malgré leur pronostic antérieur. Alors que la vie de David semble parfaite, il remarque d'étranges bizarreries, telles que de brèves visions de son visage déformé, et un homme dans un bar qui dit à David qu'il peut contrôler le monde.
Un jour, chez Sofia, David se réveille pour se retrouver face à Julie, toutes les photos du visage de Sofia étant remplacées par celles de Julie. Sous le choc et dans la confusion, il étouffe Julie.
David est arrêté et emprisonné. Son visage n'est plus reconstruit et il porte à nouveau le masque. Le Dr McCabe mène plusieurs autres entretiens et David se souvient du nom «Life Extension». Voyant une entreprise de ce nom à proximité, McCabe y emmene David. La représentante de l'entreprise, Rebecca, explique que Life Extension utilise bac de suspension cryonique pour sauver les personnes atteintes de maladies en phase terminale jusqu'à ce qu'un remède puisse être trouvé, les gardant dans un état de rêve lucide pour exercer leur esprit. David se rend compte alors qu'il est dans son propre rêve.
Il échappe à McCabe et aux gardes appelant son "support technique". Il se précipite vers le hall de l'immeuble, qui est soudainement vide. Un ascenseur s'ouvre, révélant l'étrange homme du bar, qui l'invite à entrer. Alors que l'ascenseur grimpe au sommet d'un immeuble incroyablement haut, l'homme le ,support technique, explique à David qu'il est et que David est en suspension depuis 150 ans. Tout a commencé peu après la nuit au club où Sofia a rompu avec lui. David a demandé que Life Extension ne le réveille que lorsque la technologie pourra réparer son visage. Dans le cadre du programme, David avait opté pour un rêve basé sur le «ciel vanille» d'un tableau de Claude Monet, La Seine à Argenteuil. Cependant, son subconscient avait fini par fusionné Sofia et Julie, ou McCabeet son père, détraquant son rêve.
David émerge sur le toit, au-dessus des nuages avec son "support technique" qui lui offre le choix soit d'être replacé dans le rêve, soit d'être réveillé dans la réalité, ce qui nécessite un acte de foi sans retour : en sautant du toit, il se réveillera de son sommeil. David choisit de se réveiller, malgré une vision de McCabe le mettant en garde contre cela. David saute et sa vie défile devant ses yeux avant de toucher le sol. Une voix féminine lui ordonne "d'ouvrir les yeux" et David ouvre les yeux.
Au début du film, David mentionne le "ciel vanille" de Monet. Le tableau de Monet auquel il pense est Seine à Argenteuil (1873), comme on peut le voir clairement dans la scène d'anniversaire dans la maison de David.
Pendant une grande partie du film, les cieux sont tous «vanille», comme dans le tableau de Monet. C'est l'indice que nous sommes dans un film fantastique, dans une réalité simulée.