Douglas Quail, un hombre simple y ordinario, desea visitar Marte. Incapaz de permitírselo, visita una empresa, Rekall, Inc., que ofrece memorias implantadas. La tentativa de implantar algunos recuerdos marcianos vivos en Quail como un agente secreto revela que es en realidad un agente encubierto del gobierno al que le fueron manipulados sus recuerdos debido a lo peligroso de los secretos que conocía. El personal de Rekall consigue deshacerse de Quail rápidamente, mientras que el gobierno lo busca para acabar con él, pero al final consiguen hacer un trato: implantarán a Quail un recuerdo que deseaba desde su infancia en el que se convierte en un héroe para la humanidad, por lo que se dirige de nuevo a Rekall para el proceso de implantación de recuerdos, que sorpresivamente ha de volver a ser suspendido cuando descubran que este antiguo recuerdo no es un anhelo, sino otro recuerdo suprimido.