ワシントンで精神科医として勤めるキャロル・ベネル（ニコール・キッドマン）は戸惑っていた。スペースシャトルが爆発し、その対策チームの一員としてワシントンに戻ってきていた元夫のタッカー（ジェレミー・ノーサム）が突然、一人息子のオリバー（ジャクソン・ボンド）に面会を申し出てきたからだった。時を同じくして、キャロルのもとに女性患者が訪れる。「夫が別人になってしまった」と訴える患者を、はじめは妄想と診断するが、やがてキャロルの周りでも次々と不可思議なことが起こりだす。友人であり善き相談相手でもあるベン・ドリスコル（ダニエル・クレイグ）も現状に違和感を覚え、同僚のガレアーノ（ジェフリー・ライト）と原因究明に乗り出す。オリバーをタッカーのもとへ送り届けた夜、キャロルは真夜中過ぎに国税調査員の訪問を受ける。無表情で家に無理矢理押し入ろうとするのを寸前で食い止め、キャロルは、もはや街中がおかしくなっているという疑惑を確信へと変える。そしてやがてガレアーノが「異変は睡眠によって引き起こされる」という事実を突き止める。世界規模で蔓延する現象だが、なぜかアメリカだけは新型インフルエンザが原因だとして、CDC（疾病対策センター）で予防接種を行っていた。そこへキャロルの友人から、泊まりにきた友達の様子がおかしいと連絡が入る。キャロルたちは友人の家に駆けつけ、そこで、睡眠中の人間が変化していく様子を目の当たりにする。オリバーが心配になったキャロルは急いでタッカーの家に向かうが、そこにはオリバーの姿はなく、表情のない男女数人に囲まれたタッカーだけがいた。キャロルはCDCの要職であるタッカーが事件の張本人ではないか、という疑問を持つが、次の瞬間にはタッカーに感染源である謎の液体を吐きかけられてしまう。これで眠ってしまったら最後……いなくなった息子を見つけるべく、キャロルの過酷な戦いが幕を開ける……。