Un avenir proche. Les secrets de la génétique ont été vaincus et l'on peut désormais, dès la conception, obtenir un enfant quasi parfait destiné à faire partie de l'élite de la nation. C'est au centre d'études de Gattaca que sont regroupés les éléments les plus prometteurs, les « valides » dont la carrière culminera dans un voyage spatial. Vincent Freeman est un enfant de l'amour au coeur fragile. A la différence de son frère aîné Anton, il fait ainsi partie des « invalides », sous-prolétariat auquel sont réservées les tâches subalternes. Vincent rêve pourtant de partir dans l'espace. Avec l'aide d'un généticien peu scrupuleux, il entre en contact avec Jerome Morrow, brillant candidat à Gattaca cloué dans un fauteuil suite à un accident. Avec sa complicité, Vincent va endosser sa personnalité et utiliser ses fluides corporels pour déjouer une surveillance omniprésente. Tombé amoureux d'Irene, une étudiante de Gattaca à qui il avoue la vérité, le jeune homme va voir ses espoirs menacés par un meurtre commis à l'intérieur même de Gattaca et pour lequel un « invalide » est soupçonné. L'enquête menée par son propre frère Anton permet de le disculper et après que ce dernier ait fermé les yeux sur la supercherie, Vincent peut enfin s'envoler vers Titan tandis que Jérome met fin à ses jours...