Sam Flynn (Garrett Hedlund), un experto en tecnología de 27 años está obsesionado por la misteriosa desaparición de su padre Kevin Flynn (Jeff Bridges), un hombre conocido una vez como el mejor desarrollador de videojuegos del mundo. Cuando Sam investiga una extraña señal enviada desde la antigua Sala de juegos de su padre (Flynn\'s Arcade) que sólo podía proceder de él, se encuentra metido en el mismo mundo digital donde su padre ha estado atrapado los últimos 20 años. Junto a la intrépida guerrera Quorra, (Olivia Wilde), padre e hijo se embarcan en una aventura a vida o muerte a través de un cyber universo creado por Kevin que se ha convertido en mucho más avanzado con vehículos nunca antes imaginados, armas, paisajes y un villano despiadado que no se detendrá ante nada para evitar su huida.