Alguns podem pensar que Donnie é um adolescente como outro qualquer. E seria, não fossem o que ele descreve como "problemas emocionais". Ele é sonâmbulo e fala com Frank, um coelho imaginário que diz que o fim do mundo está próximo. Apesar das consultas de psicoterapia e da medicação, ele continua a fazer coisas...coisas que o coelho pede. Mas, uma noite o seu amigo imaginário atrai-o para fora de casa imediatamente antes de um avião cair no seu quarto...

Ano 2035. Após um vírus assassino assolar a Terra, os sobreviventes refugiam-se em comunidades subterrâneas, húmidas e frias. Cole oferece-se como "voluntário" para viajar até ao passado e conseguir uma amostra do vírus, com a qual os cientistas poderão fabricar um antídoto. Durante a viagem conhece uma atraente psiquiatra e um doente mental muito particular. Mas Cole terá ainda de encontrar o Exército dos 12 Macacos, um grupo radical associado à mortífera doença.