尼克·班尼斯特（休·杰克曼 饰）是一名私家侦探。他的工作主要是帮助客户重拾遗忘的记忆，沉湎于幽暗诱人的逝去时光。尼克生活在因海平面上升而已经半淹没的迈阿密，然而当他接手了新客户梅（丽贝卡·弗格森 饰）之后，他的生活永远改变了。一次简单的寻回失物之任务，演变成一出危机重重的惊天迷局。尼克努力寻找着梅的失踪真相，而与整座城市存亡息息相关的巨型阴谋也逐渐浮现。他必须争分夺秒，破解回忆迷局，但他真的能...

故事设定在未来世界，在一个庞大的高科技成人主题乐园中，有着拟真人的机器“接待员”能让游客享尽情欲、暴力等欲望的放纵，主要叙述被称为“西部世界”的未来主题公园。它提供给游客杀戮与性欲的满足。　　但是在这世界下，各种暗流涌动。部分机器人出现自我觉醒，发现了自己只是作为故事角色的存在，并且想摆脱乐园对其的控制；乐园的管理层害怕乐园的创造者控制着乐园的一切而试图夺其控制权，而乐园创造者则不会善罢甘休并...