Cameron Vale es un vagabundo oprimido que sufre de voces que se manifiestan en su cabeza. Tras provocar involuntariamente un ataque a una mujer con su telepatía, Vale es capturado por la empresa militar privada ConSec y llevado ante el Dr. Paul Ruth, quien le explica que Vale es uno de los 237 individuos con superpoderes conocidos como "escáneres", capaces de telepatía, empatía, biopatía y psicoquinesis. Ruth inyecta a Vale efemerol, que le devuelve la cordura al inhibir temporalmente su capacidad de escaneo, y le enseña a controlar sus habilidades. ConSec intenta reclutar escáneres para detener una malévola red clandestina de escáneres dirigida por Darryl Revok, un antiguo paciente mental que se trepanó el cráneo para hacer frente a la misma corriente incontrolable de pensamientos. Ruth le explica que los poderes incontrolados de Vale le volvieron loco y le pide que le ayude a infiltrarse en el grupo de Revok. Revok, que está matando a todos los escáneres contrarios, se infiltra en un evento de marketing de ConSec y hace explotar psíquicamente la cabeza de un escáner de ConSec domesticado. El jefe de seguridad de ConSec, Braedon Keller, aboga por cerrar el programa de investigación de escáneres de ConSec, pero Ruth, que cree que las habilidades de los escáneres son la siguiente etapa de la evolución humana, no está de acuerdo y señala que el asesinato demuestra el peligro de Revok. Ruth trae a Vale y le pide que le ayude a infiltrarse en el grupo de Revok.

Sin que Ruth lo sepa, Keller trabaja para Revok como topo y le informa del plan de infiltración de Ruth. Revok envía a unos asesinos para que sigan a Vale mientras éste visita a un escáner no afiliado llamado Benjamin Pierce, un escultor de éxito pero recluido que se enfrenta a sus habilidades a través de su arte. Los asesinos de Revok asesinan a Pierce, pero Vale lee el cerebro moribundo de Pierce y se entera de la existencia de un grupo de escáneres, liderados por Kim Obrist, que se oponen al grupo de Revok. Vale localiza a Obrist y asiste a una reunión, pero los asesinos de Revok atacan de nuevo; sólo Vale y Obrist sobreviven. Vale se entera de la existencia de la empresa farmacéutica Biocarbon Amalgamate, que pronto descubre que Revok está utilizando para distribuir grandes cantidades de efemerol bajo un programa informático de ConSec llamado "Ripe". Vale y Obrist vuelven a ConSec para investigar, y Ruth admite que fundó Biocarbon Amalgamate y sugiere a Vale que escanee ciberpáticamente el sistema informático para saber más. Keller ataca a Obrist y mata a Ruth mientras Vale y Obrist huyen del edificio de ConSec. Vale se introduce ciberpáticamente en la red informática a través de una cabina telefónica y descarga la información del envío de efemerol directamente en su mente. Keller muere cuando el ordenador explota durante su intento de interceptar a Vale.

Vale y Obrist visitan a un médico que figura en la lista de receptores de efemerol, donde descubren que se está recetando a mujeres embarazadas, provocando que sus hijos se conviertan en escáneres. Revok y sus hombres tienden una emboscada y secuestran a Vale y Obrist, llevándolos a la planta de Biocarbon Amalgamate. Revok revela a Vale que ambos son hijos de Ruth, y que su padre desarrolló el efemerol como sedante para mujeres embarazadas; Ruth se enteró del efecto secundario de la droga durante los embarazos de su esposa, y los convirtió en los escáneres más poderosos del mundo administrándoles una dosis prototipo antes de abandonarlos. Revok planea crear y liderar una nueva generación de escáneres para apoderarse del mundo mediante la distribución masiva de efemerol, pero Vale se niega a unirse al complot acusando a Revok de actuar como su padre, lo que hace que se enfurezca. Se produce un duelo telepático entre los hermanos, durante el cual el cuerpo de Vale es destruido y quemado. Sin embargo, cuando Obrist se encuentra con Revok, la cicatriz de su cabeza se ha desvanecido y habla con la voz de Vale; de alguna manera, Vale había conseguido cambiar su conciencia por la de Revok en el último momento.