Dans un avenir proche, une créatrice de génie, Allegra Geller, a inventé une nouvelle génération de jeu qui se connecte directement au systeme nerveux : eXistenZ. Lors de la séance de présentation du jeu, un fanatique cherche à la tuer. Un jeune stagiaire en marketing, Ted Pikul, sauve la vie d'Allegra. Une poursuite effrenée s'engage autant dans la réalité que dans l'univers trouble et mysterieux du jeu.

Une théorie prétend que si l'on pouvait retourner dans le passé et changer quelques détails de notre vie, tout ce qui en découle serait modifié. On appelle cela "l'effet papillon". Evan Treborn a cette faculté. Fasciné, il va d'abord mettre ce don au service de ceux dont les vies ont été brisées dans leur enfance. Il peut enfin repartir dans le passé et sauver la seule jeune fille qu'il ait jamais aimée.Mais Evan va découvrir que ce pouvoir est aussi puissant qu'incontrôlable. Il va s'apercevoir que s'il change la moindre chose, il change tout. En intervenant sur le passé, il modifie le présent et se voit de plus en plus souvent obligé de réparer les effets indésirables de ses corrections...

Leonard Shelby ne porte que des costumes de grands couturiers et ne se déplace qu'au volant de sa Jaguar. En revanche, il habite dans des motels miteux et règle ses notes avec d'épaisses liasses de billets.Leonard n'a qu'une idée en tête : traquer l'homme qui a violé et assassiné sa femme afin de se venger. Sa recherche du meurtrier est rendue plus difficile par le fait qu'il souffre d'une forme rare et incurable d'amnésie. Bien qu'il puisse se souvenir de détails de son passé, il est incapable de savoir ce qu'il a fait dans le quart d'heure précédent, où il se trouve, où il va et pourquoi.Pour ne jamais perdre son objectif de vue, il a structuré sa vie à l'aide de fiches, de notes, de photos, de tatouages sur le corps. C'est ce qui l'aide à garder contact avec sa mission, à retenir les informations et à garder une trace, une notion de l'espace et du temps.