John Parker Hammond, le PDG de la puissante compagnie InGen, parvient à donner vie à des dinosaures grâce à la génétique et décide de les utiliser dans le cadre d’un parc d'attractions qu’il compte ouvrir sur une île au large du Costa Rica. Avant l'ouverture, il fait visiter le parc à un groupe d'experts pour obtenir leur aval. Pendant la visite, une tempête éclate et un informaticien corrompu par une entreprise rivale en profite pour couper les systèmes de sécurité afin de voler des embryons de dinosaures. En l'absence de tout système de sécurité pendant plusieurs heures, les dinosaures s'échappent sans mal, mais le cauchemar des visiteurs ne fait que commencer.
Sam Bell est un employé de la société Lunar, entreprise d'extraction d'hélium 3. Cette ressource-clef répond à la crise énergétique grandissante sur Terre tout en fournissant une énergie propre. L'hélium 3 n'est récupérable que dans la régolithe (poussière lunaire), ce qui a imposé à Lunar de bâtir une station spatiale lunaire très automatisée dont un employé a la surveillance. Sam Bell y est en poste avec pour seul compagnon Gerty, un ordinateur mobile polyvalent doté de la parole. Arrivant à la fin de son contrat de trois ans, il s'apprête à achever sa longue mission en solitaire et à retrouver sa famille, mais, petit à petit, il est pris d'hallucinations.
À une époque indéterminée, dans une société steampunk, au large d'une ville portuaire, Krank vit sur une plate-forme entourée de mines. C'est un vieil homme issu des expériences d'un scientifique disparu, comme les clones qui l'entourent et d'autres créatures ratées. Krank est dépressif car il ne peut pas rêver. Aussi fait-il appel à une organisation criminelle (« Les Cyclopes ») afin d'enlever des enfants dans la ville dans le but de leur voler leurs rêves. Hélas pour lui, même quand il s'immisce dans les rêves des enfants sous la forme d'un père Noël, il n'y trouve que des cauchemars.
À travers une histoire qui se déroule sur cinq siècles dans plusieurs espaces temps, des êtres se croisent et se retrouvent d’une vie à l’autre, naissant et renaissant successivement… Tandis que leurs décisions ont des conséquences sur leur parcours, dans le passé, le présent et l’avenir lointain, un tueur devient un héros et un seul acte de générosité suffit à entraîner des répercussions pendant plusieurs siècles et à provoquer une révolution. Tout, absolument tout, est lié.
Un homme qui travaille dans un magasin de reprographie fait accidentellement une copie de sa main. C'est alors que la machine se met à produire des photocopies de la photographies montrant le début de journée tel que l'a vécu l'homme en question. Intrigué, il décide de débrancher l'appareil, mais le travail de copie de la réalité est en marche. Lorsqu'il revient le jour suivant, des copies de lui-même ont envahi la ville.
Le film commence par des sous-titres expliquant qu'une grande découverte scientifique faite en 1952 a permis à l'espérance de vie humaine de dépasser les 100 ans. Par la suite, l'histoire est racontée par Kathy H., alors âgée de 28 ans, qui se rappelle son enfance à Hailsham ainsi que sa vie adulte après avoir quitté l'école.
Vienne, Autriche, à la veille des années 1980. Ezra Lieberman est un célèbre chasseur de nazis (inspiré par Simon Wiesenthal) qui vit avec sa sœur dans un vieil appartement. Il reçoit un jour l'appel d'un jeune juif, Barry Kohler, en provenance du Paraguay. Ce dernier a retrouvé la trace de nombreux officiers nazis et pense qu'un complot se prépare. Malgré les recommandations de Lieberman qui lui suggère vivement de quitter le pays pour sa propre sécurité, Kohler décide d'en savoir plus. Après avoir découvert la villa où se tiendra une réunion secrète, il soudoie un jeune domestique afin d'y placer un micro. Le stratagème fonctionne.
2077 : Jack Harper, en station sur la planète Terre dont toute la population a été évacuée, est chargé de la sécurité et de la réparation des drones. Suite à des décennies de guerre contre une force extra-terrestre terrifiante qui a ravagé la Terre, Jack fait partie d’une gigantesque opération d’extraction des dernières ressources nécessaires à la survie des siens. Sa mission touche à sa fin. Dans à peine deux semaines, il rejoindra le reste des survivants dans une colonie spatiale sur le satellite de Saturne Titan à des millions de kilomètres de cette planète dévastée qu’il considère néanmoins comme son chez-lui.
En rachetant la société de biotechnologie InGen, le milliardaire Simon Masrani a rendu possible le rêve de John Hammond : l'ouverture d'un gigantesque parc d'attractions centré sur l'exposition de dinosaures vivants, clonés à partir de leur ADN fossilisé dans lʼambre.
En 2019, Lincoln 6-Echo (Ewan McGregor) et son amie Jordan 2-Delta (Scarlett Johansson) font partie des centaines de pensionnaires d'un gigantesque complexe fermé, aseptisé, mais dit idyllique. À en croire le docteur Merrick (Sean Bean) et ses agents, une terrible contamination a ravagé la Terre quelques années auparavant. Heureusement, des survivants sont régulièrement retrouvés pour être ramenés dans le complexe dont le but est de préserver les résidents de la contamination. La vie y est encadrée et étroitement surveillée.
Quatre ans ont passé depuis le désastre du Jurassic Park sur Isla Nublar, qui est une des cinq îles d'un archipel nommé Las Cinco Muertes (« Les Cinq Morts ») à deux cents milles nautiques (environ 370 km) dans le Pacifique au large du Costa Rica. Sur Isla Sorna, l'île voisine où les jeunes dinosaures étaient élevés avant d'être envoyés au Jurassic Park, l'incident d'une famille anglaise en croisière, qui révèle du même coup l'existence des dinosaures au public, est utilisé par Peter Ludlow, neveu de John Hammond, pour démettre son oncle de la présidence d'InGen et renflouer la compagnie par la constitution d'un nouveau parc sur le continent à San Diego, en Californie.
Dans une société futuriste, le commerce des « clones » (traduit de l'anglais surrogates : un robot de substitution) est en plein développement. L'énorme majorité de la population pilote une version robotisée d'elle-même, actionnée mentalement. Pour éviter de se montrer en public, ces personnes se servent de leur « clone » pour tout faire à leur place : elles sont ainsi en grande partie immunisées contre les désagréments de la vie. Il existe pourtant des réserves, dirigées par un homme nommé « Le Prophète », où habitent des humains qui refusent d'utiliser cette technologie (Les Réfractaires).
Après les évènements de Resident Evil: Apocalypse et l'accident de Raccoon City, Alice (Milla Jovovich) erre dans le désert du Nevada, à la recherche de survivants. Ces derniers sont quasi inexistants, le monde étant envahi par le virus T.
Trois ans après les événements du parc Jurassic World, les dinosaures, redevenus les maîtres d'Isla Nublar, se retrouvent soudainement menacés d'extinction lorsque le volcan de l'île, jusque là endormi, s'apprête à entrer en éruption. L'ancienne dirigeante du parc Claire Dearing, qui préside dorénavant une association pour la protection des dinosaures, se bat pour sauver les derniers dinosaures de la planète. Tout le monde lui tourne le dos jusqu'à ce qu'un dénommé Benjamin Lockwood, ancien collègue et ami de John Hammond, la contacte pour soutenir son projet. Celui-ci lui propose d'aller sauver les animaux piégés sur Nublar et de les amener dans un « sanctuaire » spécialement créé pour les protéger, loin des humains.
Doug Keaney est un contremaître dans une entreprise de construction constamment stressé par l'incompétence des ouvriers et ne pouvant voir sa femme Laura et ses enfants qu'il aime par-dessus tout. Alors qu'il pique une énième crise chez un client, ce dernier lui révèle être un généticien ayant découvert le moyen de cloner un être vivant.