La doctora Catherine Deane (Jennifer López) es una psicóloga que está experimentando con una ciencia revolucionaria: una terapia de inducción química con la que puede introducirse en la mente insconsciente de las personas, incluyendo sus sueños. El agente de FBI Peter Novak (Vince Vaughn) recurre a ella para que penetre en la enloquecida cabeza del asesino Carl Stargher (Vincent D´Onofrio), y descubra dónde está encerrada su última victima, que morirá antes de 40 horas si no logran encontrarla. Pero la mente de Stargher es un lugar tan malvado y monstruoso que amenaza a Catherine con no dejarla regresar de su peligroso viaje.