Действие фильма разворачивается в недалеком будущем, в котором огромные корпорации поработили мир и контролируют каждого человека через специальные чипы, вживленные в мозг. Главный герой Люк Гибсон попадает в автомобильную аварию, в которой погибают его жена и их будущий ребенок, а сам Гибсон получает серьезную травму мозга. Спасти его берется корпорация «Хоуп», вживляющая в мозг Люка экспериментальный чип, подменяющий истинные воспоминания на рекламную информацию. Но вскоре прошивка Люка дает сбой и он обнаруживает, что его жизнь — это сплошная ложь. Когда в корпорации узнают о сбое программы, запускается программа ликвидации.
Луис Уинтроп Третий — успешный бизнесмен, управляющий компанией братьев Дьюков. Он полностью доволен своей жизнью, у него красивый дом, хороший дворецкий, женщина, которую он любит и, конечно, отличная работа. Но все меняется, когда братья Дьюки, совсем заскучав от своего бесконечного богатства, решили поспорить, что управлять компанией сможет любой человек, надо только его научить некоторым премудростям. Они берут мошенника на улице — Билли Рэя Валентайна и меняют его местами с Луисом. Он полностью занимает его жизнь, дом, машину, работу, девушку. А вот Луису приходится занять место Билли — на улице.
Доктор Малколм Сэйер, застенчивый врач и ученый, получает разрешение использовать экспериментальные препараты, чтобы «пробуждать» обездвиженные жертвы редкого заболевания. Леонард становится первым пациентом, получившим это неопробованное лечение. Его пробуждение воодушевляет Сэйера, придает ему энтузиазма. По мере того, как пробудившийся пациент открывает для себя заново простые радости жизни — перерождается и сам доктор. Воодушевленный чудесным выздоровлением Леонарда, Сэйер дает лекарство другим больным…
«Пробуждение» — драма по книге мемуаров Оливера Сакса.