No dia do 18.º aniversário de India Stoker (Mia Wasikowska), o seu pai sofre um acidente de carro e morre. A convivência desta menina tímida com a sua mãe (Nicole Kidman) torna-se ainda mais problemática, facto agravado pela visita dos parentes durante o funeral. Entre os familiares presentes, está o tio Charlie (Matthew Goode), um aventureiro que passou a vida inteira entre as cidades da Europa, sem dar sinal de vida. India nunca soube da existência deste homem, mas rapidamente a sua presença traz à tona o sombrio passado da família Stoker.

Um grupo de jovens estudantes descobre uma tecnologia revolucionária, capaz de ler a mente das pessoas, ou proporcionar a comunicação entre duas pessoas pelo pensamento. Logo, grupos poderosos disputam a invenção, que coloca em risco a vida de seus criadores.