세계 최고의 게임 디자이너 엘레그라 겔러(Allegra Geller: 제니퍼 제이슨 리 분)는 개발사인 안테나 리서치사에서 몇 명의 고객들과 함께 신제품 테스트를 하게 된다. 엘레그라의 신개발 게임은 생체 컴퓨터 게임 '엑시스텐즈'. 인간의 신경계와 직접 연결되어 가상현실을 체험하게 만드는 차원 다른 시뮬레이션 게임의 일종이다. 이 게임을 시작하면 테스트 참가자 12명은 현실을 떠나 아직 한번도 경험하지 못했던 게임 속 새로운 인물로 다시 태어나게 된다. 그러나 막 테스트를 시작하려는 순간 시뮬레이션 게임으로 인간성을 잃어 가는 것을 반대하는 현실주의자에게 테러를 당한 엘레그라는 상처를 입고 몸을 피한다. 이때부터 그녀를 보호하게 된 견습사원 테드(Ted Pikul: 쥬드 로 분)와 엘레그라는 필사의 도주를 시작한다. 도피 도중 엘레그라는 엑시스텐즈가 무사한지(엑시스텐즈의 게임기는 생체이다) 확인하기 위해 테드에게 같이 '엑시스텐즈'에 접속할 것을 부탁하지만 테드는 게임 접속에 필요한 바이오 포트(게임과 인간을 연결해주는 장치로서 척추에 구멍을 뚫어 사용하는 연결장치)를 뚫지 않는 상태였다. 한적한 주유소에 도착한 엘레그라와 테드는 게스(윌리엄 데포)의 도움으로 테드의 척추에 바이오포트를 뚫지만 게스의 목적은 엘레그라에게 걸려있는 5백만불의 현상금. 둘은 가까스로 위기를 모면하나 게스가 뚫어준 바이오포트가 감염된 것을 모르고 엑시스텐즈에 접속하다 게임기까지 감염되고 만다. 진퇴양란에 빠진 엘레그라와 테드. 이들은 마지막 피난처인 게임 전문가 카이리 비노코(이안 홀름)의 연구소를 찾아 그의 도움으로 게임기를 수술한 뒤 엑시스텐즈의 세계로 들어간다. 엑시스텐즈, 그곳은 게임을 만든 엘레그라조차도 한 치 앞을 예측할 수 없을 정도로 스릴있고, 동시에 너무나 현실적인 세계였고, 완전히 새로운 세계였다. 그러나 그 세계에 빠져들면 빠져들수록 엘레그라와 테드의 행동과 성격은 극단적으로 변해가고 극악스럽고 교묘한 효과들로 게임은 꼬여 가는데....