Главный герой фильма — молодой и невероятно талантливый ученый Максим Минаев, который стоит на пороге грандиозного открытия, сулящего ему Нобелевскую премию. В погоне за славой и наградой Максим недолго думая проводит рискованный эксперимент на самом себе и абсолютно неожиданно для себя уменьшается до размеров обычной пробирки. Оказавшись в сложной ситуации, главный герой понимает, что остался один на один со своими проблемами — любимая девушка бросила, а лучший друг оказался предателем. Помочь герою соглашается лишь 12-летниый мальчик, прикованный к инвалидному креслу.

После Великой Войны, которая привела к исчезновению практически всего населения планеты, прошло 200 лет. Остатки человечества живут в совершенном Едином Государстве. Несмотря на авторитарную систему, где у каждого жителя свой порядковый номер, униформа, стеклянные дома и секс по расписанию, в обществе царят счастье и гармония. Инженер Д-503 считает такую жизнь идеальной и воспевает её, вкладывая все свои знания и талант в строительство сверхмощного космического корабля. Случайная встреча с женщиной И-330 полностью переворачивает представление Д-503 о себе. Он с подлинным ужасом открывает в себе неконтролируемые «древние» порывы, чувства и страсти. А ещё ему предстоит узнать, что есть те, кому не нравится существующий миропорядок и кто стремится разрушить последний оплот человечества на Земле — Единое Государство…