Estamos em 2084 AD: Douglas Quaid (Arnold Shwarzenegger) é perseguido por evocar sonhos sobre uma viagem a Marte. A visita a uma empresa que vende férias de ilusão acaba por desbloquear as lembranças apagadas da sua memória. Na realidade, Quaid descobre que é um importante agente secreto em Marte, local que se encontra nesse preciso momento, sob duras regras impostas pelo tirano Villas Cohaagen. A memória de Quaid foi apagada para suprimir o seu conhecimento sobre os planos de Cohaagen. Quaid despista a Polícia Secreta e embarca para Marte, onde se irá juntar à sua antiga amante Melina. Juntos têm de impedir o diabólico plano de Cohaagen, e revelar todos os mistérios encerrados no interior deste planeta.