Henry (Ryan Gosling), un joven mentalmente perturbado, le anuncia a Sam
Forster, su psiquiatra (Ewan McGregor), que piensa suicidarse en un
plazo de tres días, cosa que el psiquiatra intentará evitar. Por otra
parte, Henry se dedica a enturbiar la relación de Sam con su novia Lila
(Naomi Watts), pintora y antigua paciente suya. Poco a poco, la sólida y
racional mente de Sam empieza a tambalearse. Sometido a situaciones
cada vez más surrealistas, llega un momento en que ya no puede
distinguir entre realidad y ficción, y su yo y el de Henry se confunden.