Wojny chemiczne prowadzone pod koniec XXI wieku doprowadziły do znacznego pogorszenia warunków życiowych na Ziemi. Ludzie zamieszkują tylko dwa miejsca: Zjednoczoną Federację Brytanii i Kolonię. Terytoria łączy biegnący wewnątrz Ziemi Zjazd, stanowiący symbol ucisku Kolonii przez Federację, któremu przeciwstawia się ruch oporu. Jednym z podróżujących do pracy za pomocą Zjazdu jest Douglas Quaid (Colin Farrell). Mimo że ma kochającą żonę Lori (Kate Beckinsale) i wiedzie szczęśliwe życie, zaczyna odczuwać rutynę i niezadowolenie. Dodatkowo dręczą go senne koszmary. Mężczyzna udaje się do firmy Rekall, zajmującej się wszczepianiem wspomnień. W pewnym momencie zabieg zostaje przerwany przez policję. Okazuje się, że już wcześniej wszczepiono Quaidowi wspomnienia, a całe życie, jakie zna, jest kłamstwem.

Colin Farrell występuje jako Douglas Quaid, zwykły robotnik, który odwiedza Recall, innowacyjną firmę, która zmienia jego marzenia o byciu super-szpiegiem w prawdziwe wspomnienia. Gdy jednak dochodzi do błędu podczas zabiegu, granica pomiędzy fantazją a rzeczywistością zaciera się - Quaid jest ścigany a losy jego świata są zagrożone. W pozostałych rolach występują Kate Beckinsale, Jessica Biel i Bryan Cranston. "Pamięć absolutna" to film obfitujący w zapierające dech efekty specjalne i niespodziewane zwroty akcji, które zachwycą wszystkich miłośników gatunku.

Niedaleka przyszłość. Dla pracownika fabryki Douglasa Quaida (Colin Farrell) podróże umysłu, organizowane przez firmę Rekall, to mentalna przygoda, zdająca się być miłą odskocznią od frustrującej codzienności. Co prawda nie ma zbytnich powodów do narzekań – ma piękną żonę Lori Quaid (Kate Beckinsale), którą bardzo kocha. Procedura wszczepienia wspomnień, której się poddaje, nie idzie jednak zgodnie z planem. Zabieg zostaje niespodziewanie przerwany – Quaid staje się zbiegiem, poszukiwanym przez kanclerza Cohaagena (Bryan Cranston), lidera wolnego świata. Do tego jedyną osobą, której może zaufać, jest rebeliantka i członkini podziemnego ruchu oporu (Jessica Biel), któremu przewodzi Kuato (Bill Nighy). Rzeczywistość coraz bardziej miesza mu się z fikcją. Nie wie, kim jest. Aby się ratować, musi przyłączyć się do ruchu oporu i odzyskać swoją prawdziwą tożsamość, miłość i przeznaczenie.