Século XIX, Londres. Robert Angier (Hugh Jackman) e Alfred Borden (Christian Bale) se conhecem há muitos anos, desde que eram mágicos iniciantes. Desde então eles vivem competindo entre si, o que faz com que a amizade com o passar dos anos se transforme em uma grande rivalidade. Quando Alfred apresenta uma mágica revolucionária, Robert fica obcecado em descobrir como ele consegue realizá-la.
Após uma explosão no cais, a polícia contabiliza 27 corpos e há apenas duas testemunhas: um húngaro em estado crítico e um conhecido ladrão, que portador de um defeito físico, testemunhou o ocorrido no cais e saiu completamente ileso. Quando os dois dão seus depoimentos, fica clara a participação de Keyser Soze, um húngaro misterioso e impiedoso, como o homem que foi o mentor intelectual de um golpe contra um grupo de traficantes de drogas da Argentina. O prêmio pelos sobreviventes que desapareceram foi estipulado em 91 milhões de dólares e o delegado encarregado das investigações acha que falta algo no caso, que crie um elo que possa ser possível saber quem Keyser Soze.
Em um mundo onde é possível entrar na mente humana, Cobb (Leonardo DiCaprio) está entre os melhores na arte de roubar segredos valiosos do inconsciente, durante o estado de sono. Além disto ele é um fugitivo, pois está impedido de retornar aos Estados Unidos devido à morte de Mal (Marion Cotillard). Desesperado para rever seus filhos, Cobb aceita a ousada missão proposta por Saito (Ken Watanabe), um empresário japonês: entrar na mente de Richard Fischer (Cillian Murphy), o herdeiro de um império econômico, e plantar a ideia de desmembrá-lo. Para realizar este feito ele conta com a ajuda do parceiro Arthur (Joseph Gordon-Levitt), a inexperiente arquiteta de sonhos Ariadne (Ellen Page) e Eames (Tom Hardy), que consegue se disfarçar de forma precisa no mundo dos sonhos.
Walt Kowalski (Clint Eastwood) é um inflexível veterano da Guerra da Coréia, que está agora aposentado. Para passar o tempo ele faz consertos em casa, bebe cerveja e vai mensalmente ao barbeiro (John Carroll Lynch). Sua vida é alterada quando passa a ter como vizinhos imigrantes hmong, vindos do Laos, os quais Walt despreza. Ressentido e desconfiando de todos, Walt apenas deseja passar o tempo que lhe resta de vida. Até que Thao (Bee Vang), seu tímido vizinho adolescente, é obrigado por uma gangue a roubar o carro de Walt, um Gran Torino retirado da linha de montagem pelo próprio. Walt consegue impedir o roubo, o que faz com que se torne uma espécie de herói local. Especialmente para Sue (Ahney Her), mãe de Thao, que insiste que deve trabalhar para Walt como forma de recompensá-lo,
