Sam Flynn (Garrett Hedlund), filho de 27 anos de Kevin Flynn (Jeff Bridges), procura informações a respeito do desaparecimento de seu pai, quando se vê dentro do mesmo mundo de ferozes programas e jogos gladiatoriais em que seu pai tem vivido há 25 anos. Em parceria com sua leal confidente (Olivia Wilde), pai e filho embarcam numa jornada de vida ou morte através de um universo cibernético deslumbrante, que se tornou muito avançado e perigoso.