Tras una gran guerra llamada La Ruina, una comunidad de Norteamérica ha vivido en tranquilidad sin que existan emociones ni colores, ya que éstos producirían conflictos. Además, a los ciudadanos se les ha borrado la memoria. Seguimos al joven Jonas (Brenton Thwaites) mientras va en bicicleta con sus dos mejores amigos Asher (Cameron Monaghan) y Fiona (Odeya Rush). Es el día anterior a su Ceremonia en la que se les asignarán sus puestos en la comunidad, algo que pone bastante nervioso a Jonas.
Los tres amigos van al Centro de Crianza donde están los recién nacidos. El padre de Jonas (Alexander Skarsgard) trabaja allí. Los chicos encuentran a un bebé llorando, al que el Padre dice que se llama Gabriel. Se supone que no saben el nombre del niño, pero el Padre dice que le susurra el nombre del bebé para calmarlo. Fiona, que tiene un talento natural con los niños, es capaz de calmar al bebé.

Jonas cena en casa con su padre, su madre (Katie Holmes) y su hermana Lilly (Emma Tremblay). Hablan de sus recientes sentimientos del día, aunque Jonas tiene que ser preciso con su lenguaje, ya que ciertos sentimientos como el miedo o el amor están prohibidos. Les pregunta a sus padres si estaban nerviosos antes de que les asignaran sus actuales puestos, por miedo a que no les quedara nada. El padre le asegura a Jonás que los Ancianos lo han vigilado de cerca desde que era un bebé, así que saben dónde ponerlo.

Al día siguiente se celebra la ceremonia, que comienza con una introducción de la Anciana Principal (Meryl Streep). Aparece como un holograma ya que no puede estar allí en persona, aunque es capaz de reafirmar los eventos que llevaron a la comunidad, así como asignar a los niños a sus posiciones. Durante la ceremonia, Jonas se da cuenta de que un anciano (Jeff Bridges) le mira. A Asher se le asigna el puesto de piloto de drones. A Jonas se le pasa por alto mientras se anuncian los demás niños, y a Fiona se le asigna estar en el Centro de Crianza. El Anciano Principal llega entonces a Jonas, afirmando que tiene los cuatro atributos (inteligencia, integridad, valor y capacidad de mirar más allá) que convencieron a los Ancianos para elegir a Jonas como nuevo Receptor de Recuerdos. Todos empiezan a corear el nombre de Jonas.

Jonas comienza su entrenamiento privado con el anciano, al que llaman El Dador, ya que es quien transmite los recuerdos al Receptor. El Dador tiene todos los recuerdos que vinieron antes, incluso los Ancianos pueden recordar antes de La Ruina. Agarra las dos muñecas de Jonas, enviándolo a un recuerdo de bosques nevados, y de Jonas montando un trineo por una colina. Se ve a sí mismo mirando y sintiéndose emocionado, y entonces llega a una cabaña.

Gabe es llevado a la casa de Jonas por una enfermera del Centro de Crianza, todavía llorando. Le asignan la tarea de vigilarlo por el momento hasta que se "recupere". Lilly adora al bebé y quiere que duerma en su habitación. Jonas mira al bebé y percibe una conexión en la que cree que Gabe será seleccionado algún día como él.

Durante la siguiente sesión de entrenamiento con El Dador, Jonas recibe un recuerdo de haber montado en un barco. La sensación para él es lo suficientemente poderosa como para empezar a ver colores a su alrededor y al Dador. El Dador le explica a Jonas que los colores, junto con las emociones, permitirían que todos sintieran emociones conflictivas que producirían problemas. Le pregunta a Jonas si está de acuerdo en que la igualdad es necesaria, y aunque Jonas está de acuerdo, cree que lo que acaba de ver también es muy hermoso.

Jonas se reúne con Fiona y Asher. Asher habla de cómo ha sido capaz de volar los drones cerca de Elsewhere, que describe como una especie de granjas y rocas, con dos rocas casi tocándose. Jonas se ofrece a mostrarles lo que ha estado aprendiendo haciéndoles coger bandejas y deslizarse por una pendiente. Se divierten y se ríen, y cuando Jonas se acerca a ayudar a Fiona a levantarse, una voz les dice que no pueden tocar a personas ajenas a su unidad familiar.

El Dador se reúne con el Jefe de los Ancianos sobre su entrenamiento con Jonas. Ella le advierte que no repita el error con el último Receptor, que se da a entender que se suicidó.

En la siguiente sesión de Jonas con el Dador, tocan música en el piano y comparten un recuerdo de una fiesta en la que la gente baila y se divierte. Jonas también se ve a sí mismo y a Fiona corriendo hacia un árbol y besándose apasionadamente.

El jefe de los ancianos se pone en contacto con Jonas en su casa para preguntarle sobre el entrenamiento que ha recibido. A Jonas se le ha dicho repetidamente que no debe hablar de su entrenamiento, así que le dice al Anciano Principal que sólo se sienta y no habla, y luego vuelve a casa.

En la siguiente sesión, Jonas ve recuerdos horribles de un elefante abatido, así como a él mismo en la posición de un soldado cuyo compañero es abatido. Las imágenes abruman a Jonas. Más tarde se entera de que la anterior receptora, una chica llamada Rosemary (Taylor Swift), también estaba angustiada por las imágenes que vio. Jonas ve un recuerdo de El Dador tocando el piano junto a Rosemary mientras ella canta. Jonas también ve una proyección de su padre y una enfermera en el centro de crianza con dos bebés. La enfermera se lleva a un bebé mientras el padre se queda con uno que se considera demasiado débil. Le inyecta algo en la cabeza al bebé, matándolo y metiéndolo en una caja que es enviada a un horno. Jonas se horroriza al encontrarse con esta revelación de lo que conocen como "liberación en otro lugar".

La próxima vez que Jonas ve a Fiona, le sugiere que deje de tomar sus inyecciones matutinas, que son las que adormecen las emociones de todos. Más tarde la lleva al Triángulo, un lugar al que ellos y Asher disfrutaban yendo. Allí, Jonas besa a Fiona por primera vez.

Jonas se va a casa y se entera de que su padre va a liberar a Gabe al día siguiente. Por la noche, se escapa después del toque de queda para encontrar a Gabe. Asher lo encuentra y se enfrenta a él, sólo para recibir un puñetazo en la cara por parte de Jonas. Jonas logra llegar al Centro de Crianza, con Fiona allí para ayudarlo a buscar a Gabe. Crean una distracción que permite a Jonas salir con Gabe sin que lo atrapen. Jonas se sube a una moto para escapar, pero no antes de que Fiona lo bese por última vez. Los Ancianos vigilan a Jonas, pero lo pierden una vez que sale de la comunidad.

El Anciano Principal envía a Asher en un dron para localizar a Jonas y a Gabe, y le ordena a Asher que lo "pierda". Asher encuentra a Jonas corriendo por el desierto, volando el dron sobre su amigo para subirlo con un rayo. Jonas le ruega a su amigo que le escuche y reconozca lo que hacen los Ancianos, y que Asher confíe en Jonas. Asher accede y libera a Jonas y Gabe arrojándolos a un río.

Los Ancianos ven imágenes de vídeo de Fiona interactuando con Jonas, ayudándole a él y a Gabe a escapar, así como de ellos besándose. Estas imágenes confunden a los Ancianos. Así, la condenan por ayudar a Jonas. Fiona es llevada a la cámara donde el Padre está listo para liberarla en el Otro Lugar. El Dador, el Jefe de los Ancianos y todos los demás están presentes. El Dador habla de Rosemary, que resultó ser su hija. Dice que la amaba, y no le importa que los Ancianos no quieran oír esa palabra. Apenas unos momentos antes de que el Padre se disponga a inyectar a Fiona, Jonas monta en un trineo más allá de las fronteras de Elsewhere con Gabe. Esto desencadena una reacción en la que todos los recuerdos (y el color) vuelven a la comunidad. Todo el mundo empieza a sentir de nuevo, y tanto Fiona como su madre derraman lágrimas.

Jonas, todavía con Gabe en brazos, camina por el bosque nevado hasta encontrar una cabaña, tal y como la ve en sus recuerdos. Cree oír a gente cantando, aunque podría ser simplemente un eco. Pase lo que pase, Jonas reconoce que El Dador les llevó a él y a Gabe hasta allí.