Baby Doll wird von ihrem sadistischen Stiefvater in die Nervenheilanstalt von Brattleboro, Vermont, geschickt, wo sie einer Lobotomie unterzogen werden soll. Um mit der Situation besser umgehen zu können flüchtet die Hauptfigur von Sucker Punch in eine fantastische Vorstellungswelt, in der sie fortan ums Überleben kämpfen muss. Ihr zur Seite stehen weitere Insassen der Nervenheilanstalt, mit denen sie sich angefreundet hat. Schon bald plant Baby Doll die Flucht aus dieser alternativen Realität, doch dazu muss sie fünf Objekte stehlen, um der Gefangenschaft eines verrückten Unbekannten zu entgehen. Parallel dazu tickt auch in der realen Welt die Uhr, denn es bleiben Baby Doll nur fünf Tage, bis sie ihr Schicksal ereilen wird. Doch dann beginnen in Sucker Punch die Grenzen zwischen Traum und Realität zu verschwimmen.

In dem Reich Mirabilis herrscht Angst, denn die Vorräte des magischen Blutstahls, von dem die Bevölkerung abhängig ist, gehen zur Neige. Außerdem macht sich eine grausame Gruppe, geleitet von dem mächtigen Anführer Dragon Eye auf, um die restlichen Vorräte des Blutstahls in seine Gewalt zu bekommen. Doch eine alte Prophezeiung sagt, dass der bösen Übermacht vier Krieger entgegen treten werden, um sie aufzuhalten. Zwischen den Rettern und der Armee Dragon Eyes beginnt ein tödliches Rennen um das magische Element.