Nadat hij bij een verkeersongeluk aan de dood is ontsnapt, wordt de depressieve student Henry Letham (Ryan Gosling) opgevangen door psychiater Sam Foster (Ewan McGregor). Henry zegt dat hij stemmen hoort en visioenen heeft. Hij laat Sam weten dat hij van plan is om over drie dagen zelfmoord te plegen. Sam wil dit koste wat kost voorkomen en roept te hulp in van zijn vriendin Lila (Naomi Watts), die ook ooit een zelfmoordpoging ondernam. Wanneer Henry niet veel later spoorloos verdwijnt, begint Sam aan een nachtmerrieachtige trip door de stad, die hem uiteindelijk naar een plek tussen leven en dood zal brengen.