Venus, dite "Vee", découvre, par son amie Sydney, le jeu en ligne Nerve, dont la communauté se compose de "joueurs" et de "voyeurs", les seconds proposant aux premiers, contre rétribution, de se filmer accomplissant des défis. Pourtant introvertie, Vee s'inscrit en tant que joueuse et se voit assigner sa première mission : embrasser un inconnu, Ian, sous le charme duquel elle tombe. Les voyeurs leur demandent de faire équipe, mais Tommy, un ami de Vee, découvre qu'un an plus tôt, Ian a été impliqué dans un défi ayant causé la mort d'un jeune homme. Les défis se multiplient. Sydney jalouse la popularité nouvelle de Vee et, sommée de marcher sur une échelle entre deux immeubles, jette l'éponge. Lorsque Vee la rejoint, toutes deux se disputent, et Vee finit à sa place le défi de l'échelle. Quand Tommy apprend à Vee la vérité sur Ian, elle informe un officier de police de la dangerosité du jeu. Les gérants de Nerve demandent à un autre joueur, Ty, de la kidnapper : elle devra désormais remporter la finale, sans quoi sa vie sera ruinée. Ian lui révèle que, pour être allés trouver la police, Ty et lui sont prisonniers du jeu. La finale oppose Vee à Ian : le premier à abattre l'autre sera vainqueur. Tous deux s'y refusant, Ty abat Vee. Grâce à Sydney, Thomas et Azhar, une hacker, les voyeurs reçoivent un message les informant qu'ils sont complices d'un meurtre. Tous se déconnectent. Or, Vee est indemne : elle avait mis en scène sa mort avec la complicité de Ty.