Осторожно спойлер:
Посередине киносюжета «Спайдерхед» разыскиваются два заключённых - Джефф (в исполнении Джозефа Козински) и Эми (в значении Милли Полицейский Браун). Они находятся в экспериментальной тюрьме, где проводятся необычные эксперименты с психоактивными препаратами. Арена - сверхтехнологичное учреждение, где заключённые могут испытывать свои чувства, однако под контролем. Главный экспериментатор, доктор Норрис (Крис Хемсворт), неукоснительно исследует воздействие веществ на эмоциональное состояние людей.
В начале фильма Джефф и Эми стараются адаптироваться к жизни за решёткой, используя препараты, которые изменяют их восприятие и чувства. Они строят дружеские отношения друг с другом, исследуя, что значит существовать независимыми в сложных обстоятельствах. Однако с каждым новым опытом нарастает напряжение. Джефф начинает осознавать, что наблюдение за их эмоциями - это лишь вершина айсберга.
На фоне развивающихся событий Джефф сталкивается с моральными дилеммами и иногда осознаёт, что за экспериментами стоят беспросветные мотивы. Доктор Норрис кажется харизматичным, но его действия вызывают беспокойство. При этом Джефф и Эми обнаруживают, что их чувства друг к другу становятся всё более сложными и насыщенными. Вопросы о собственной воле и манипуляции эмоциями становятся всё более актуальными.
Теперь они близки к разгадке, однако цена высока: доверие между ними и контроль, который осуществляют над ними, ставит под угрозу их жизнь. Каковы будут последствия их решений? Способен ли Джефф найти способ вырваться из этой сети обмана и манипуляций?