特拉沃（克里斯汀•贝尔 Christian Bale 饰）是一个机械师，他的工作内容繁忙机械，日复一日，令他日渐消瘦，连睡眠都出现了严重的问题。长达一年里，特拉沃成为了无法睡眠的怪人。怪事也从此陆续发生：他在公寓里面发现了一张神秘纸条；总是感觉有一个共事的工友，在一次意外中工友失去了一只手，所有的同事都把这个意外归咎于特拉沃，令特拉沃众叛亲离，唯有身边当应召女郎的女友一直在支持自己。然而，事实又好像并不是这样，那张纸条，那个工友，似乎都不是现实的事情，特拉沃陷入了巨大的谜团当中。
特雷弗·雷兹尼克是一名机械师，他的失眠导致他变得憔悴不堪。他的外表和行为让他的同事们敬而远之，当他卷入一场事故时，他们最终背叛了他，导致他的同事米勒失去了左臂。特雷弗被一位名叫伊万的陌生同事分散了注意力，他被认为是这起事故的罪魁祸首。工厂里没有人知道伊万，也没有他的记录。特雷弗似乎在史蒂夫（一个对他怀有真挚感情的妓女）和玛丽亚（他经常光顾的机场餐厅的女服务员）的怀抱中找到了安慰。他被反复出现的短暂闪现的意象所困扰，而他的汽车点烟器之类的东西则呈现出一种威胁的气氛。他的冰箱上出现了一系列神秘的便利贴，上面描绘了一场刽子手游戏。
这些模糊的事件让他进一步陷入偏执，但他仍然试图与玛丽亚建立关系。特雷弗在游乐园遇见了她，并与她的儿子尼古拉斯一起乘坐名为“666 号公路”的黑暗游乐设施。该游乐设施一开始是无害的恐怖游乐设施，但随着它的前进，开始显示出越来越令人不安的图像，直到闪烁的灯光导致尼古拉斯癫痫发作发作。特雷弗不再能够清晰地思考，他怀疑这些奇怪的事件是齐心协力让他发疯的，同样反复出现的线索也是如此，比如伊万和特雷弗的同事雷诺兹钓鱼的照片，当伊万把钱包留在无人看管的时候，他在伊万的钱包里发现了这张照片。一个酒吧。工作中的另一次险些发生事故，特雷弗对同事大发雷霆。结果，他立即被解雇。特雷弗越来越分心和疏远，他忘记支付水电费，而且他的电力也被切断了。一种黑色粘稠液体开始从冰箱中流出，在冰箱门上涂满了似乎是血的条纹。
特雷弗多次尝试与伊万对质后，试图追踪他的车牌，但在追寻他的汽车时耗尽了汽油。当车管所职员坚称除非发生犯罪行为否则不得公开个人信息时，特雷弗扑倒在车前，指控伊万肇事逃逸。他用伊万的车牌号向警方提交了一份报告，但当他被告知这辆车是他自己的，并且他一年前报告过的时候，他感到很困惑。他逃离了警察，去找了史蒂维，史蒂维为他洗澡并给他穿衣服，但他对在史蒂维家里发现的伊万和雷诺兹的照片感到不安。特雷弗指责她密谋反对他。史蒂夫很困惑，说这张照片是雷诺兹和特雷弗的，但他拒绝看它，在一场激烈的争吵后，史蒂夫把他赶了出去。他去了机场餐厅，但一位陌生的女服务员告诉他，他们从来没有过名叫玛丽亚的员工。柜台的女服务员告诉特雷弗，一年来她每天都为他服务，而在这段时间里，他说话很少，她以为他是哑巴。
特雷弗看到伊万带尼古拉斯进入特雷弗的公寓，因为担心最坏的情况，他偷偷溜了进去。尼古拉斯不见踪影，也没有回应特雷弗的电话。他在浴室里与伊万对峙，伊万告诉特雷弗“你知道他死了”。特雷弗相信伊万杀死了尼古拉斯，而他的尸体就在浴缸里，于是攻击并看似杀死了他。他拉开浴帘，却发现浴缸空了。他走到冰箱前，打开它，发现腐烂的鱼，与钓鱼照片中的那些相匹配，他终于意识到那是他自己和雷诺兹的照片，正如史蒂夫声称的那样；特雷弗在照片中出现了伊万的幻觉。特雷弗将装有伊万尸体的卷起的地毯带到海边处理，结果地毯在他这样做时展开，里面什么也没有露出来。伊万安然无恙，
特雷弗盯着家里的镜子，重复着这句话：“我知道你是谁。” 他记得一年前，当时健康的特雷弗（Trevor）在将视线从道路上移开去使用汽车点烟器后碾压并杀死了一名男孩（与尼古拉斯相同），男孩的母亲（与玛丽亚相同）目睹了这一过程。特雷弗驾车逃离现场，由此产生的愧疚感成为他失眠、消瘦和压抑记忆的根源。伊万是特雷弗想象中的虚构人物，也是他罪恶感的体现。他填写了刽子手纸条上缺失的字母，拼写出“杀手”。他一度考虑去机场逃跑，但最终还是开车去了警察总部。陪伴他的是沉默但鼓舞人心的伊万，当他进入车站并承认肇事逃逸时，警察在车站外向他表示赞赏的告别。两名警察护送特雷弗到牢房，在表示他只想睡觉后，他一年来第一次睡觉了。