Informaticien de premier plan à la tête d’une société travaillant à la création d'univers virtuels, Hannon Fuller (Armin Mueller-Stahl) a conçu un programme simulant les années 1930 (1937) de sa jeunesse et s’y connecte de temps à autre pour y évoluer et même y assouvir quelques fantasmes. Au cours d’une de ses immersions dans la simulation, il laisse à destination de son associé Douglas Hall (Craig Bierko) un message témoignant d’une découverte qu'il qualifie d'effrayante. Une fois déconnecté, de retour dans le monde réel, il se rend dans un bar d'où il téléphone à Douglas. En sortant de ce bar, il est assassiné de plusieurs coups de couteaux par un inconnu. La police soupçonne rapidement Douglas, que tout semble accabler, du meurtre du scientifique. Pour comprendre ce qui s'est passé, Douglas va devoir s’immerger à son tour dans le monde virtuel. Mais voilà que surgit de façon inattendue Jane Fuller (Gretchen Mol), qui se présente comme la fille du savant assassiné, et désirant prendre la tête de la société pour la liquider…
Le film est une coproduction de Columbia Pictures et Centropolis Entertainment[2]. Le thème de ce film est tiré du roman Simulacron 3 de Daniel F. Galouye, avec quelques adaptations permettant de mieux différencier à l'écran le monde « réel » du monde « simulé » : le second, contemporain du premier dans le livre, est situé un demi-siècle plus tôt dans le film, et affecté volontairement d'une légère dominante sépia.
