新版《总回忆》设定在未来地球，那时地球上有“新上海”。
以及“尤里卡/欧美”(Euromerica)。主人公是“新上海”一家工厂的普通工人，但他总隐隐约约觉得自己是个间谍，只是不知道自己是为哪一方服务的。
与此同时，“尤里卡/欧美”的负责人维洛斯·科海根(Brian Creston饰演，本片反派)正打着保护人民的幌子，计划秘密入侵“新上海”。他的计划遭到了以“夸托”为首的抵抗军的顽强抵抗，影片于2012年10月20日上映。
道格·奎德/豪泽
奎德(科林·法瑞尔饰)是一名普通工人，长期遭受同一个奇怪的梦的折磨。因为工作不顺，心情不好，他来到瑞卡尔公司，决定来一次梦幻之旅。但是发生了一起事故。一觉醒来，他成了杀人犯，他老婆突然变脸，成了他之后的特工。
在不断的逃亡和侦查过程中，他的另一个身份逐渐浮出水面。原来他的真实身份是一名记忆被抹去的特工，名叫豪泽。
特别探员罗莉
因出演《黑暗传奇》系列而成名的凯特·贝金赛尔在《全面回忆》中首次饰演反派角色。
豪泽的记忆被抹去，变成奎德后，她假扮奎德的妻子，潜伏在她身边。当奎德通过一次梦幻之旅发现了自己身份的秘密后，她终于原形毕露，变成了洛里，一名为政府工作的特工，也是杀死豪泽任务的主要执行者。
梅·沈小兰(梅琳娜)
梅·沈小兰(杰西卡·贝尔饰)是一支殖民叛军的首领。早年，豪泽的特工被政府派去调查殖民地的叛军。在调查过程中，他发现政府的目的是全面占领殖民地。豪泽意识到自己的良心，决定不帮助别人，所以他站在了叛军一边。
在工作中，他和梅·沈小兰也有过很深的感情。在豪泽的记忆被抹去后，梅·沈小兰一直在找他。她是开启豪泽记忆的关键人物。[1]。
