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1999年。仮想現実を研究するダグラス・モール（クレイグ・ビアーコ）は、1937年のロサンゼルスの再構築に取り組んでいた。目的は、その住人たちに意識をリンクさせ、シミュレートした世界に入り込もうとするものだった。ある朝、目覚めると血だらけのシャツがあり、ボスのフラーが殺されたと知らされる。刑事マクベインは、いきなり最先端企業の後継者となったホールを疑う。また、フラーの娘と名乗る美女ジェーン（グレッチェン・モル）が出現し、混乱しながらもホールは彼女に惹かれる。フラーは殺される直前、酒場からホールの留守電にメッセージを残していた。さらに、ホールを強請りにきた酒場のバーテンも惨殺される。自分の潔白に自信の持てなくなったホールは真相を探すべく、同僚ホィットニーの協力を得て、1937年の仮想世界へ飛ぶ。1937年の世界。ここでのホールはファーガソンという銀行員、フラーはグリアソンという名の古書店主、ホィットニーはアシュトンという高級ホテルのバーテンダーだった。ホールは、グリアソンのおぼろげな記憶から、フラーのメッセージはアシュトンが預かり、しかも開封して手紙を読んでしまったことを突き止める。アシュトンは自分が仮想人間であることを知り、かつ「人間最大の秘密をこの目で見てきた」という。自分たちを操っているのがフラーとホールだと思い込んだアシュトンはホールを襲うが、間一髪でホールは現代に逃げる。また、ジェーンはナターシャという名前のスーパーのレジ打ち係であることが判明。しかもナターシャは、「前にもあった気がする」と言うものの、ホールを覚えていなかった。ホールは「人間最大の秘密」とは何なのか調べようとするが……。