Annie Landsberg (Emma Stone) y Owen Milgrim (Jonah Hill) son dos individuos increíblemente complejos que han sufrido toda su vida algún tipo de desorden mental. Pero cuando una nueva prueba farmacéutica declara ser capaz de “reparar cualquier padecimiento de la mente” ambos personajes firman sin dudar para poder participar en el programa. La prueba ya se encuentra en una etapa avanzada y sólo ha proporcionado estadísticas confusas como 0% de probabilidad de terminar en estado catatónico o con algún tipo de secuela. Este tipo de hechos deberían ser capaces de detener a Annie y Owen de participar en este programa, pero la oportunidad de poder tomar algunas píldoras para arreglar todo, es muy atractiva para dejarlo pasar. Al tomar estas píldoras, Annie y Owen son capaces de viajar a través de diferentes periodos de la historia a medida que el experimento se vuelve más real, lo que permite a los protagonistas adoptar la personalidad de diferentes personajes en todo tipo de historias.