本片根据纽约市的英籍神经医师奥利佛·萨克斯(Oliver Sacks)的同名回忆录改编。1969年,羞怯内向但对实验充满热忱的脑科医生马尔科姆·塞尔(罗宾·威廉姆斯 Robin Williams 饰)来到纽约市布朗克斯区一家医院,对院内的强直性昏厥证患者进行治疗。在护士埃莉诺(朱莉·卡夫娜 Julie Kavner 饰)的帮助和鼓励下,塞尔医生对病人大胆用药,使一群昏厥几十年的患者重获新生,尤其对患者伦纳德·洛(罗伯特·德尼罗 Robert De Niro)效果尤为明显。但令人意外的是,患者们在苏醒后不久
供职于某生物科技公司的生物化学科学家威廉·福斯特(基努·里维斯 Keanu Reeves 饰),长久以来一直致力于克隆技术的研究。虽然科研的道路上困难重重,但他距离最终的成功似乎只有一步之遥。谁知就在关键时刻,一场车祸摧毁了他的幸福人生。车祸中,妻子莫娜(爱丽丝·伊芙 Alice Eve 饰)和三个可爱的孩子命归黄泉,这令威廉痛不欲生。然而,科学家的本能又促使他迅速冷静下来。他找到工作中的伙伴埃德·惠特尔(托马斯·米德蒂奇 Thomas Middleditch 饰)帮忙,决定利用自己的研究“复活”家人。