No futuro (2021), as Corporações governam as sociedades associadas à Yakuza e grupos rebeldes chamados Lo-Teks lutam contra elas. O uso excessivo de tecnologia criou a doença mortal "síndrome de atenuação nervosa" ou NAS.
Johnny Mnemonic é um mensageiro que transporta informações confidenciais em seu implante cerebral para as Corporações. Ele quer sair do emprego e remover o implante para recuperar suas memórias de infância, mas seu agente Ralfi (Udo Kier) diz que ele precisa fazer um último trabalho para pagar a cirurgia que é muito cara.
Johnny viaja para Pequim para trazer informações altamente classificadas e sobrecarrega seu cérebro além da capacidade. No entanto, os homens da Yakuza o encontram e ele precisa fugir. Ele viaja para Newark e descobre que Raffi o vendeu para a Yakuza, mas é salvo pela guarda-costas Jane. Johnny a contrata e ela o apresenta ao líder dos Lo-Teks, J-Bone.
Agora Johnny precisa encontrar alguém para decifrar a senha perdida e remover o implante cerebral dele. Mas as informações armazenadas podem mudar o destino da humanidade e há muitos criminosos interessados em sua cabeça.