James Cole vive en un mundo subterráneo donde los pocos humanos que quedan sobreviven a la extinción después de que un virus mortal lo asolara todo y terminase con la mayoría de la población.
En este futuro distópico, Cole es seleccionado como "voluntario". Han hallado el modo de volver atrás y recomponer las piezas de lo que ocurrió para tratar de evitarlo.

Cuando encuentran a James, le ingresan en un psiquiátrico con gente trastornada y mentalmente divergente, es decir, que pueden vivir simultáneamente en dos mundos, el real y uno que solo esta en sus mentes, una fina línea que separa realidad y locura.
Y la Dra. Railly trabaja en la teoría del complejo de Cassandra, que como en el mito griego, es en la que alguien sabe algo que va a pasar pero no puede hacer nada por evitarlo.

Inspirado por La Jetée de Chris Marker, Terry Gilliam realiza su propia paradoja temporal, y aunque no exista la paradoja perfecta, esta se sitúa muy cerca cuidando los detalles. Además del juego con la mente humana y el incierto límite entre realidad y locura.

"La película nunca cambia, creemos que cambia porque cada vez que la vemos somos distintos, pero los que cambiamos somos nosotros."