Pada tahun 2019, Lincoln Six Echo dan Jordan Two Delta hidup dengan orang lain di sebuah tempat terpencil. Komuniti mereka ditabir dengan peraturan yang ketat. Penduduk di situ mempercayai bahawa dunia luar telah menjadi terlalu cemar untuk kehidupan manusia kecuali sebuah pulau. Setiap minggu, satu loteri dijalankan dan pemenang akan dapat meninggalkan tempat itu untuk hidup di pulau tersebut.

Lincoln mula bermimpi ketika tidur bahawa memori yang diketahuinya bukan dari pengalamannya sendiri. Dr. Merrick, seorang saintis yang menjalankan tempat itu mengambil berat dan meletakkan kuar dalam badan Lincoln untuk memantau aktiviti otak beliau. Semasa dengan rahsianya melawat stesen kuasa di ruangan bawah tanah di mana rakannnya, juruteknik James McCord bekerja, Lincoln menemui rama-rama hidup di dalam sebuah ruangan pengudaraan menyebabkan dia terfikir bahawa dunia luar tidak tercemar. Lincoln mengikuti rama-rama itu ke bahagian lain dimana dia menjumpai bahawa "loteri" itu sebenarnya adalah satu penyamaran untuk menghapuskan penduduk daripada tempat itu, dimana pemenang loteri kemudiannya digunakan sebagai penuaian organ, ibu tumpang dan tujuan lain untuk penaja masing-masing, yang kelihatan sama seperti mereka.

Merrick mendapati bahawa Lincoln telah mengetahui rahsia itu yang menyebabkan Lincoln melarikan diri. Sementara itu, Jordan telah dipilih untuk pergi ke pulau itu. Lincoln dan Jordan berjaya melarikan diri daripada fasiliti tersebut dimana mereka muncul di padang pasir Arizona. Dia menjelaskan kebenaran kepada Jordan dan mereka mempelajari kebenaran tentang dunia mereka. Merrick mengupah Albert Laurent untuk memburu mereka dan memberitahu bahawa dia perlukan klon itu hidup-hidup di fasiliti tersebut, jika tidak organ mereka tidak dapat rosak.

Lincoln dan Jordan menjumpai McCord di dalam sebuah bar berdasarkan kertas penutup korek api yang Lincoln jumpa didalam poketnya. Pulang ke rumahnya, McCord menjelaskan bahawa semua penduduk di fasiliti itu adalah klon penaja kaya dan/atau terdesak, yang dielakkan daripada mengetahui dan dunia sebenar dan sengaja direka tidak berminat dengan dunia luar. McCord memberi mereka nama penaja Lincoln yang berada di Los Angeles dan membantu mereka ke stesen kereta api Yucca sebelum dibunuh oleh tentera upahan Merrick. Penaja Jordon, model Sarah Jordan berada dalam koma disebabkan kemalangan kereta dan memelurkan pemindahakan organ dari Jordan untuk terus hidup. Penaja Lincoln, Tom Lincoln, menerangkan beberapa keadaan, menyebabkan Lincoln sedar bahawa dia telah mendapat memori Tom. Tom bersetuju untuk membantu Lincoln dan Jordan mendedahkan kebenaran tentang penuaian organ, tetapi Tom dengan rahsianya memaklumkan kepada Merrick tentang situasinya dalam telefon. Merrick menghantar tentera upahan ke lokasi mereka tetapi Lincoln membuat helah kepada Laurent untuk membunuh Tom, membenarkannya mengambil alih identiti Tom.

Merrick, setelah menyedari kecacatan pengklonan bertanggungjawab terhadap memori dan kelakuan Tom - menyebabkan dia dan setiap generasi klon selepasnya mempunyai potensi untuk mempersoalkan persekitaran dan juga memanfaatkan memori penaja mereka - memutuskan untuk menghapuskan empat generasi terbaru klon untuk mengelakkan perkara ini daripada berlaku. Lincoln dan Jordan, bagaimanapun, merancang untuk membebaskan klon sesama mereka. Menyamar sebagai Tom, Lincoln kembali ke perkarangan (kononnya supaya klon baru boleh diwujudkan) untuk memusnahkan projektor hologram yang menyembunyikan dunia luar dari klon. Jordan membenarkan dirinya untuk ditangkap supaya dia boleh membantu Lincoln. Dengan bantuan daripada Laurent, yang mempunyai keraguan moral tentang perlakuan terhadap klon selepas menyaksikan perjuangan mereka untuk terus hidup dan mempelajari bahawa Sarah Jordan mungkin akan mati juga walaupun selepas pemindahan organ dari Jordan, Merrick dibunuh dan klon-klon dibebaskan, melihat dunia luar buat pertama kali. Filem ini berakhir dengan Lincoln dan Jordan belayar dalam perahu bersama-sama.